JPH10148317A - Furnace and method for gasification of wastes - Google Patents

Furnace and method for gasification of wastes

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JPH10148317A
JPH10148317A JP24087697A JP24087697A JPH10148317A JP H10148317 A JPH10148317 A JP H10148317A JP 24087697 A JP24087697 A JP 24087697A JP 24087697 A JP24087697 A JP 24087697A JP H10148317 A JPH10148317 A JP H10148317A
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furnace
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博章 石田
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秀行 山岡
Takaiku Yamamoto
高郁 山本
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弘孝 佐藤
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To recover a fuel gas, a molten slug, a molten metal and/or low boiling point heavy metals by gasifying and melting wastes. SOLUTION: This melting furnace has a waste charging port 11-1 from which wastes are charged on the top, and a gas discharging port 3-1 to discharge a generated gas, and has a discharging port 9 for a molten slug and molten metals on the bottom, and also is equipped with tuyeres 5-1 to 5-3 divided into several steps (normally into three steps) in the height direction, which can blow a combustion supporting gas and an auxiliary fuel respectively independently into a furnace wall part. In addition, the melting furnace is constituted in a manner to be equipped with a means 71 which measures the level of charged wastes, a gasification melting furnace having means 20, etc., to measure temperatures in the furnace, and/or an upward blowing lance 24-1 and a dust collecting means 25. In this case, the recovering efficiency of an energy gas can be increased by recycling the recovered gas into the furnace.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、一般廃棄物および
産業廃棄物(以下、これらを区別せず、単に廃棄物とも
いう)に含まれる有機物をガス化して燃料として使用で
きるガス(以下、エネルギーガスという)を回収し、ま
たは、さらに、これら廃棄物に含まれる低沸点重金属類
をダストとして回収するとともに、これら廃棄物に含ま
れる灰分と有価金属類(以下、単に金属類ともいう)を
それぞれ溶融スラグと溶融金属として回収する廃棄物の
ガス化溶融炉およびガス化溶融方法に関する。
The present invention relates to a gas (hereinafter referred to as energy) which can be used as a fuel by gasifying organic substances contained in general waste and industrial waste (hereinafter simply referred to as waste). Gas) or low-boiling heavy metals contained in these wastes as dust, and ash and valuable metals (hereinafter also simply referred to as metals) contained in these wastes, respectively. The present invention relates to a gasification and melting furnace and a gasification and melting method for waste collected as molten slag and molten metal.

【0002】[0002]

【従来の技術】都市ごみを主体とする一般廃棄物、およ
び廃棄された自動車や家電製品のシュレッダーダストを
主体とする産業廃棄物の処理方法として、埋立て処分な
いしは焼却後埋立て処分する方法が採られている。しか
し、最近の埋立て処分地の確保が極めて困難であるとい
う逼迫した状況の下にあって、これまで一般的に採用さ
れている焼却方式が見直されてきている。
2. Description of the Related Art As a method of treating general waste mainly composed of municipal waste and industrial waste mainly composed of shredder dust of discarded automobiles and home electric appliances, a method of landfill disposal or landfill disposal after incineration is known. Has been adopted. However, given the recent tight situation that it is extremely difficult to secure landfill sites, the incineration method generally used so far has been reviewed.

【0003】また、廃棄物をそのまま埋立て処分ないし
は焼却後埋立て処分するのではなく、一旦減容固形化し
た廃棄物、すなわち、一般的にRDF(Refuse Derived
Fuel :廃棄物に由来する燃料を意味する)と呼ばれる
固形燃料にした後、焼却する方法も開発され、一部では
実用化されている。この方式による廃棄物処理システム
としては、例えば、(株)日本リサイクルマネジメント
によるTC−システム、(株)荏原製作所によるJ−カ
トレルシステム、あるいは三重県におけるリサイクルエ
ネルギーセンター構想等があげられる(第6回「ごみ固
形燃料化技術に関するセミナー」講演要旨集、平成8年
6月28日(環境計画センター))。
Further, instead of directly discarding the waste or landfilling it after incineration, the waste once reduced in volume and solidified, that is, RDF (Refuse Derived) is generally used.
Fuel is a solid fuel called waste-derived fuel) and then incinerated, and some have been put to practical use. Examples of the waste treatment system using this method include a TC-system by Japan Recycling Management Co., Ltd., a J-Catrel system by Ebara Corporation, and a recycling energy center concept in Mie Prefecture (No. 6). Of the seminar “Seminar on Solid Waste Fuel Technology”, June 28, 1996 (Environmental Planning Center).

【0004】一方、有限資源愛護の見地からみると、こ
れら廃棄物あるいはRDFを単に焼却するのではなく、
再生利用可能なものは資源(有用物質)あるいはエネル
ギー(熱エネルギー)として回収することが望ましい。
現在、実用化されている例として次のようなものがあげ
られる。
On the other hand, from the standpoint of protecting limited resources, these wastes or RDF are not simply incinerated,
It is desirable to recover recyclable materials as resources (useful substances) or energy (heat energy).
The following are examples that are currently in practical use.

【0005】1.物質回収 金属(アルミ缶、スチール缶など)の分別回収 プラスチック(PETボトルなど)の分別回収 古紙(新聞紙など)の分別回収 2.物質転換回収 プラスチックの熱分解油化による燃料油としての回収 プラスチックの熱分解ガス化による燃料ガスとしての
回収 3.熱エネルギー回収 廃棄物焼却時の蒸気回収 上記の1は廃棄物に至る手前の事前処理方法であるた
め、分別後の廃棄物からの有用物質の回収は上記の2あ
るいは3の手段に頼らざるをえない。特に最近は、生活
様式の変化(多様化)によって、一般廃棄物および産業
廃棄物には様々な物質が含まれるため、各種の廃棄物に
柔軟に対応することができ、かつ経済性のよいガス化方
式が脚光を浴びてきている。
[0005] 1. Material recovery Separation and recovery of metals (aluminum cans, steel cans, etc.) Separation and recovery of plastics (PET bottles, etc.) Separation and recovery of waste paper (newspaper, etc.) 2. Material conversion and recovery Recovery of plastics as fuel oil by pyrolysis oil recovery Recovery of plastics as fuel gas by pyrolysis gasification Thermal energy recovery Steam recovery at the time of waste incineration Since the above item 1 is a pre-treatment method before waste, the recovery of useful substances from waste after separation must rely on the above two or three means. I can't. In particular, recently, general waste and industrial waste contain various substances due to changes in lifestyle (diversification). Chemical systems are in the spotlight.

【0006】このガス化方式としては、次のようなもの
があげられる。
[0006] As the gasification system, the following one can be mentioned.

【0007】A.新日鐵のコークスベッド方式直接溶融
システム(「鉄鋼界報」No.1674,1996.
3.21(日本鉄鋼連盟)、「燃料及燃焼」第61巻,
第8号(1994)572〜578頁、および特公平7
−35889号公報参照) 溶融炉本体は単段羽口の竪型シャフト炉であり、炉中央
部から廃棄物とともにコークスと石灰石が投入される。
炉内は上部から予熱・乾燥帯(約300℃)、熱分解帯
(300〜1000℃)および燃焼・溶融帯(1700
〜1800℃)に区分される。予熱・乾燥帯では廃棄物
が加熱され水分が蒸発する。乾燥された廃棄物は次第に
降下し、熱分解帯に移行して有機物はガス化する。この
発生ガスは、炉上部から排出され、後段の燃焼室で完全
に燃焼し、廃熱ボイラー等の熱回収システムにより熱エ
ネルギーの回収が図られる。
A. Nippon Steel's coke bed type direct melting system (“Steel Industry Bulletin” No. 1674, 1996.
3.21 (Japan Iron and Steel Federation), "Fuel and Combustion" Vol. 61,
No. 8 (1994), pp. 572-578, and Tokuhei 7
The melting furnace main body is a single-stage tuyere vertical shaft furnace, into which coke and limestone are charged together with waste from the center of the furnace.
Inside the furnace, from the top, a preheating / drying zone (about 300 ° C), a thermal decomposition zone (300 to 1000 ° C), and a combustion / melting zone (1700)
8001800 ° C.). In the preheating / drying zone, waste is heated and moisture evaporates. The dried waste gradually descends and moves to the pyrolysis zone where the organic matter is gasified. The generated gas is exhausted from the upper part of the furnace, is completely burned in a combustion chamber at a later stage, and heat energy is recovered by a heat recovery system such as a waste heat boiler.

【0008】一方、ガス化された残りの灰分と無機物は
コークスとともに燃焼・溶融帯に降下する。コークスは
羽口から供給される空気により燃焼し、その熱によって
灰分と無機物が完全に溶融する。溶融物は投入された石
灰石によって適度な粘度および塩基度に調整され、出湯
口から炉外へ排出される。
[0008] On the other hand, the remaining gasified ash and inorganic substances fall into the combustion / melting zone together with coke. The coke is burned by the air supplied from the tuyere, and the heat causes the ash and inorganic substances to completely melt. The melt is adjusted to an appropriate viscosity and basicity by the charged limestone, and discharged from the taphole to the outside of the furnace.

【0009】なお、コークスを節減するために、コーク
スと廃棄物の装入系統を別個にして排ガスの顕熱を廃棄
物の乾燥および予熱に利用し、炉の熱効率を上げる方法
が開示されている(前記特公平7−35889号公
報)。
In order to save coke, a method is disclosed in which a separate charging system for coke and waste is used to utilize the sensible heat of exhaust gas for drying and preheating of waste to increase the thermal efficiency of the furnace. (Japanese Patent Publication No. 7-35889).

【0010】B.NKKの高温ガス化直接溶融システム
(「鉄鋼界報」No.1674,1996.3.21
(日本鉄鋼連盟)) 溶融炉本体は、高さ方向に3段階に区分された羽口を有
する竪型炉であり、1000℃程度の高温に維持された
廃棄物の乾留物で形成される流動層に、コークス等の補
助燃料とともに廃棄物が直接投入される。中段の羽口
(2段羽口)から流動層内に送風することにより、生成
ガスの一部が燃焼して温度が維持される。
B. NKK high-temperature gasification direct melting system ("Steel Industry Bulletin" No. 1674, 1996.3.21
(The Japan Iron and Steel Federation)) The melting furnace body is a vertical furnace having tuyeres divided into three stages in the height direction, and the flow formed by the dry distillate of waste maintained at a high temperature of about 1000 ° C. Waste is directly injected into the formation along with auxiliary fuel such as coke. By blowing air from the middle tuyere (two-stage tuyere) into the fluidized bed, part of the generated gas is burned and the temperature is maintained.

【0011】不燃物を含む乾留物は、補助燃料とともに
炉下部の移動層に降下し、下段の羽口(主羽口)からの
酸素富化空気により高温燃焼・ガス化し、不燃物および
灰分が溶融、滴下して比重差によりメタルと分離され
る。一方、フリーボード下部に設置した羽口(3段羽
口)からの送風によりフリーボード温度が常に1000
℃以上に保たれ、タール分の発生、ダイオキシン類およ
びその前駆体の生成が防止される。
[0011] The dry distillate containing incombustibles descends to the moving bed at the lower part of the furnace together with the auxiliary fuel, and is burned and gasified at a high temperature by oxygen-enriched air from the lower tuyere (main tuyere). It is melted, dropped and separated from metal by the difference in specific gravity. On the other hand, the free board temperature is always 1000 by the air from the tuyere (three-stage tuyere)
The temperature is maintained at not less than ° C., thereby preventing the generation of tar components and the production of dioxins and their precursors.

【0012】C.Thermoselect方式(Th
ermoselect(1995.5.26),PAR
T1”Foundation for the continuos conversions of
solid waste”) この方式で用いられる炉は、廃棄物中の水分の蒸発と有
機物の熱分解を行うプレス加圧式管型熱分解器と、酸素
による熱分解残渣(チャー)の燃焼、灰の溶融およびガ
スの改質を行う燃焼溶融炉とが一体に連結された熱分解
溶融炉である。燃焼溶融炉の内部では、まず、熱分解器
からの有機物の分解ガスが炉の中間部に導かれ、一方、
チャーは炉底部に降下し、酸素によって高温で燃焼して
灰が溶融するとともに、炉上部の高温雰囲気下で有機物
分解ガスのCOおよびH2 への転換(ガスの改質)が進
行する。
C. Thermoselect method (Th
thermoselect (1995.5.26), PAR
T1 "Foundation for the continuos conversions of
The furnace used in this method is a pressurized tube type pyrolyzer that evaporates water in waste and pyrolyzes organic matter, combustion of pyrolysis residue (char) by oxygen, and melting of ash. In this furnace, the decomposition gas of organic matter from the pyrolyzer is first introduced to the middle part of the furnace. ,on the other hand,
The char descends to the bottom of the furnace, and is burned at a high temperature by oxygen to melt the ash. At the same time, conversion of organic decomposition gas to CO and H 2 (gas reforming) proceeds in a high-temperature atmosphere at the top of the furnace.

【0013】しかしながら、上記従来の方式には次のよ
うな問題がある。
However, the above conventional method has the following problems.

【0014】すなわち、上記の方式Aのシステムの竪型
シャフト炉は高価なコークスを必須とし、生成ガスを完
全燃焼させるのでその顕熱しか回収できない。また、こ
の方式では、炉上部の予熱・乾燥帯温度が約300℃程
度であるので、充分分解しきれないタール等の炭化水素
やダイオキシン類が多量に炉外に排出される。さらに、
低沸点の重金属類が十分にガス化されずに溶融スラグ中
に残留するので、このスラグを還元するためにコークス
が必須となる。
That is, the vertical shaft furnace of the above system A requires expensive coke and completely burns the generated gas, so that only the sensible heat can be recovered. Further, in this method, since the temperature of the preheating / drying zone in the upper part of the furnace is about 300 ° C., a large amount of hydrocarbons such as tar and dioxins which cannot be sufficiently decomposed are discharged outside the furnace. further,
Since low-boiling heavy metals are not sufficiently gasified and remain in the molten slag, coke is essential to reduce the slag.

【0015】方式Bのシステムの竪型炉も、方式Aの場
合と同様に高価なコークスを必須としている。これは、
低沸点の重金属類が十分にガス化されずに溶融スラグ中
に残留するので、このスラグを還元するためである。さ
らに、フリーボードを常に1000℃以上に保つため
に、大きなフリーボードを必要とし、炉の大型化が避け
られない。
The vertical furnace of the system B also requires expensive coke as in the case of the system A. this is,
This is because heavy metals having a low boiling point are not sufficiently gasified and remain in the molten slag, so that the slag is reduced. Further, in order to keep the free board always at 1000 ° C. or higher, a large free board is required, and an increase in the size of the furnace is inevitable.

【0016】方式Cで用いられる炉は、2つの反応器
(炉)が一体に連結されているとはいいながら、実際上
は明らかに熱分解炉と燃焼溶融炉の2炉に分離されてい
る。したがって、構造的に複雑であり、設備コストが高
くなる。また、熱分解炉は燃焼溶融炉とは分離された間
接加熱型の炉であるため、燃焼溶融炉の排ガス顕熱が充
分利用されない。
Although the furnace used in the method C is said to have two reactors (furnace) connected integrally, it is actually clearly separated into two furnaces, a pyrolysis furnace and a combustion melting furnace. . Therefore, it is structurally complicated and the equipment cost increases. Further, since the pyrolysis furnace is an indirect heating type furnace separated from the combustion melting furnace, the sensible heat of the exhaust gas of the combustion melting furnace is not sufficiently utilized.

【0017】[0017]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、埋立て処分
地の問題に関連して、廃棄物中の可燃分、灰分および鉄
分などを有効利用し、埋立てに係わる費用の低減を図る
とともに、生成する副生ガスを発電用燃料等に活用する
ためになされたものである。
SUMMARY OF THE INVENTION In connection with the problem of landfill sites, the present invention is to effectively use combustibles, ash, iron, etc. in wastes, and to reduce the costs associated with landfills. It is intended to utilize the by-product gas generated as fuel for power generation and the like.

【0018】すなわち、本発明の課題は、一般廃棄物お
よび産業廃棄物を単に焼却するのではなく、廃棄物中に
含まれる有機物をガス化してエネルギーガスとして回収
するとともに、廃棄物中に含まれる灰分と鉄(Fe)お
よび銅(Cu)等の有価金属類を、それぞれ溶融スラグ
と溶融金属として回収し、または、さらに廃棄物中に含
まれる水銀(Hg)、カドミウム(Cd)、鉛(Pb)
等の有害な低沸点重金属類をダストとして回収する方
法、およびそのための炉を提供することにある。具体的
には、上記の従来技術における問題を解決し、高価なコ
ークスを使用せずに、廃棄物のガス化溶融、脱水・熱分
解およびガスの改質の一連の工程を1炉で実施し、かつ
タールやダイオキシン等が含まれない清浄な排ガスとす
ることができるガス化溶融炉およびガス化溶融方法を提
供することを目的としている。
That is, an object of the present invention is not to simply incinerate general wastes and industrial wastes, but to gasify organic substances contained in the wastes and collect them as energy gas, and to include the wastes in the wastes. Ash and valuable metals such as iron (Fe) and copper (Cu) are recovered as molten slag and molten metal, respectively, or mercury (Hg), cadmium (Cd), and lead (Pb) contained in waste. )
It is an object of the present invention to provide a method of recovering harmful low-boiling heavy metals such as harmful dusts, and a furnace therefor. Specifically, a series of steps of gasification and melting of waste, dehydration / pyrolysis, and gas reforming were carried out in one furnace without using expensive coke to solve the above-mentioned problems in the prior art. It is another object of the present invention to provide a gasification melting furnace and a gasification melting method capable of producing clean exhaust gas free of tar, dioxin, and the like.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、下記
(1)および(3)の廃棄物のガス化溶融炉、ならびに
(2)、(4)〜(6)のガス化溶融方法にある。
The gist of the present invention is to provide a waste gasification and melting furnace described in (1) and (3) and a gasification and melting method described in (2) and (4) to (6). is there.

【0020】(1)廃棄物を燃焼させ、廃棄物中の有機
物をガス化してエネルギーガスとして回収するととも
に、廃棄物中の灰分と金属類を溶融物として回収する竪
型の廃棄物のガス化溶融炉であって、上部に前記廃棄物
を装入する廃棄物装入口と生成するガスを排出するガス
排出口を有し、下部に溶融スラグおよび溶融金属の排出
口を有し、前記廃棄物装入口と溶融スラグおよび溶融金
属の排出口との間に、それぞれ独立して支燃性ガスおよ
び補助燃料を吹き込むことができる高さ方向に複数段に
分かれた羽口を有し、さらに、前記装入された廃棄物の
レベルを計測する手段、中段の羽口近傍の温度を計測す
る手段、および炉の上方部の雰囲気ガスの温度を計測す
る手段を有することを特徴とする廃棄物のガス化溶融
炉。
(1) Gasification of vertical waste in which the waste is burned, the organic matter in the waste is gasified and recovered as an energy gas, and the ash and metals in the waste are recovered as a melt. A melting furnace, having a waste inlet for charging the waste and a gas outlet for discharging generated gas at an upper portion, and a melt slag and a molten metal outlet at a lower portion; Between the charging port and the discharge port of the molten slag and the molten metal, each has a tuyere divided into a plurality of stages in the height direction that can independently blow the oxidizing gas and the auxiliary fuel, Waste gas characterized by having means for measuring the level of the charged waste, means for measuring the temperature near the tuyere in the middle stage, and means for measuring the temperature of the atmospheric gas in the upper part of the furnace Chemical melting furnace.

【0021】(2)上記(1)に記載の廃棄物のガス化
溶融炉を用いて行う廃棄物のガス化溶融方法であって、
廃棄物装入口から炉内へ装入した廃棄物を、下記の各ゾ
ーンでの反応により、COとH2 を主成分とするエネル
ギーガスと、溶融スラグおよび溶融金属とし、前者を炉
上部に設けられたガス排出口から回収し、後者を炉下部
に設けられた溶融スラグおよび溶融金属の排出口から回
収することを特徴とする廃棄物のガス化溶融方法。
(2) A method for gasification and melting of waste, which is performed using the waste gasification and melting furnace according to (1),
The waste was charged from the waste MonoSo inlet into the furnace, the reaction in each zone below, and energy gas mainly composed of CO and H 2, and molten slag and the molten metal, provided the former furnace upper A method for gasification and melting of waste, comprising recovering from a discharged gas outlet, and recovering the latter from a discharge port for molten slag and molten metal provided in a lower part of the furnace.

【0022】〔第1ゾーン〕装入廃棄物のレベル値から
定められた量の支燃性ガスと補助燃料を下段の羽口から
吹き込み、第2ゾーンで生成した炭化物を燃焼、ガス化
して還元性ガスを発生させるとともに炭化物に含まれる
灰分と金属類を溶融し、溶融スラグおよび溶融金属とす
る。
[First Zone] Amount of flammable gas and auxiliary fuel determined by the level value of the charged waste are blown from the lower tuyere, and the char generated in the second zone is burned, gasified and reduced. The ash and the metals contained in the carbide are melted together with the generation of the reactive gas to form molten slag and molten metal.

【0023】〔第2ゾーン〕中段の羽口近傍の温度計測
値から定められた量の支燃性ガスと補助燃料を中段の羽
口から吹き込み、第1ゾーンで発生した還元性ガスを二
次燃焼させ、廃棄物装入口から装入された廃棄物を脱水
加熱して炭化物と炭化水素ガスに熱分解する。
[Second Zone] Amount of the supporting gas and auxiliary fuel determined from the temperature measurement value near the middle tuyere are blown from the middle tuyere, and the reducing gas generated in the first zone is secondarily discharged. It burns, dewaters and heats the waste charged from the waste loading inlet to thermally decompose it into carbide and hydrocarbon gas.

【0024】〔第3ゾーン〕炉の上方部の雰囲気ガスの
温度計測値から定められた量の支燃性ガスと補助燃料を
上段の羽口から吹き込み、第2ゾーンで発生した炭化水
素ガスを熱分解してCOとH2 を主成分とするエネルギ
ーガスとする。
[Third Zone] Amount of flammable gas and auxiliary fuel determined from the measured temperature of the atmospheric gas in the upper part of the furnace are blown from the upper tuyere to remove the hydrocarbon gas generated in the second zone. It is thermally decomposed into an energy gas containing CO and H 2 as main components.

【0025】(3)廃棄物を燃焼させ、廃棄物中の有機
物をガス化してエネルギーガスとして回収し、かつ廃棄
物中の低沸点重金属類をガス化してエネルギーガスに随
伴されるダストとして回収するとともに、廃棄物中の灰
分と金属類を溶融物として回収する竪型の廃棄物のガス
化溶融炉であって、上部に前記廃棄物を装入する廃棄物
装入口と、生成するガスおよびダストを排出するガス排
出口ならびにこのガス排出口にガス排出ダクトを介して
接続されたダスト回収手段を有し、下部に溶融スラグお
よび溶融金属の排出口を有し、前記ガス排出口と溶融ス
ラグおよび溶融金属の排出口との間に、それぞれ独立し
て支燃性ガスおよび補助燃料を吹き込むことができる羽
口であって、廃棄物の脱水・熱分解により生成する炭化
物を燃焼、ガス化するための羽口を含む高さ方向に少な
くとも1段の羽口を有し、かつ炉の上部に炉内に向けて
昇降可能な支燃性ガスおよび補助燃料を吹き込むことが
できる上吹ランスを有し、さらに、前記装入された廃棄
物のレベルを計測する手段、中段の羽口近傍の温度を計
測する手段、および炉の上方部の雰囲気ガスの温度を計
測する手段を有することを特徴とする廃棄物のガス化溶
融炉。
(3) Burn the waste, gasify organic matter in the waste and recover it as energy gas, and gasify low-boiling heavy metals in the waste and recover it as dust accompanying the energy gas. A vertical waste gasification and melting furnace for recovering ash and metals in the waste as a melt, wherein a waste loading inlet for charging the waste at an upper portion, and gas and dust generated And a dust recovery means connected to the gas discharge port via a gas discharge duct, and has a discharge port for molten slag and molten metal at a lower portion, and the gas discharge port and the molten slag and A tuyere capable of independently blowing a combustion-supporting gas and auxiliary fuel between the molten metal outlet and burning and gasifying charcoal generated by dehydration and pyrolysis of waste. An upper blowing lance having at least one stage of tuyeres in the height direction including tuyeres for injecting combustible gas and auxiliary fuel that can be raised and lowered into the furnace at the upper part of the furnace. And further comprising means for measuring the level of the loaded waste, means for measuring the temperature in the vicinity of the tuyere in the middle stage, and means for measuring the temperature of the atmospheric gas in the upper part of the furnace. Waste gasification and melting furnace.

【0026】(4)上記(3)に記載の廃棄物のガス化
溶融炉を用いて行う廃棄物のガス化溶融方法であって、
廃棄物装入口から炉内へ装入した廃棄物を、下記の各ゾ
ーンでの反応により、COとH2 を主成分とするエネル
ギーガスおよび低沸点重金属類を含むダストと、溶融ス
ラグおよび溶融金属とし、前者を炉上部に設けられたガ
ス排出口から回収してエネルギーガスとダストに分離
し、後者を炉下部に設けられた溶融スラグおよび溶融金
属の排出口から回収することを特徴とする廃棄物のガス
化溶融方法。
(4) A method for gasifying and melting waste according to the above (3), wherein the method comprises the steps of:
The waste charged into the furnace from the waste charging inlet is subjected to a reaction in each of the following zones, and dust containing energy gas mainly composed of CO and H 2 and low-boiling heavy metals, molten slag and molten metal. Disposal characterized in that the former is recovered from a gas outlet provided in the upper part of the furnace and separated into energy gas and dust, and the latter is recovered from a molten slag and a molten metal outlet provided in the lower part of the furnace. Method of gasification and melting of materials.

【0027】〔第1ゾーン〕支燃性ガスと必要に応じて
補助燃料を下段の羽口から吹き込み、第2ゾーンで生成
した炭化物を燃焼、ガス化して還元性ガスを発生させる
とともに炭化物に含まれる灰分と金属類を溶融し、溶融
スラグおよび溶融金属とする。
[First Zone] A combustion supporting gas and, if necessary, auxiliary fuel are blown from the lower tuyere, and the carbide generated in the second zone is burned and gasified to generate a reducing gas and to be contained in the carbide. The molten ash and metals are melted to form molten slag and molten metal.

【0028】〔第2ゾーン〕支燃性ガスと必要に応じて
補助燃料を中段の羽口および/または上吹ランスから吹
き込み、第1ゾーンで発生した還元性ガスを二次燃焼さ
せ、廃棄物装入口から装入された廃棄物を脱水加熱して
炭化物と炭化水素ガスに熱分解するとともに、低沸点重
金属類をガス化する。
[Second Zone] The supporting gas and auxiliary fuel, if necessary, are blown from the tuyere at the middle stage and / or the upper blowing lance, and the reducing gas generated in the first zone is subjected to secondary combustion to produce waste. The waste charged from the charging inlet is dehydrated and heated to thermally decompose into carbide and hydrocarbon gas, while gasifying low-boiling heavy metals.

【0029】〔第3ゾーン〕支燃性ガスと必要に応じて
補助燃料を上段の羽口および/または上吹ランスから吹
き込み、第2ゾーンで発生した炭化水素ガスを熱分解し
てCOとH2 を主成分とするエネルギーガスとし、ガス
状の低沸点重金属類をダストとする。
[Third Zone] A combustible gas and, if necessary, an auxiliary fuel are blown from an upper tuyere and / or an upper blowing lance, and the hydrocarbon gas generated in the second zone is thermally decomposed to CO and H. Energy gas containing 2 as a main component, and gaseous low-boiling heavy metals as dust.

【0030】(5)ガス化溶融炉の第3ゾーンに、回収
したエネルギーガスの一部をそのままリサイクルガスと
して吹き込むか、またはその吹き込むエネルギーガスの
少なくとも一部を燃焼させてCO2 およびH2 Oを生
成、含有させた後のガスをリサイクルガスとして吹き込
むか、または、前記リサイクルガスと酸素の混合ガスを
吹き込むことを特徴とする上記(2)に記載の廃棄物の
ガス化溶融方法。
(5) A part of the recovered energy gas is directly blown into the third zone of the gasification and melting furnace as a recycle gas, or at least a part of the blown energy gas is burned to emit CO 2 and H 2 O. The method for gasifying and melting waste according to the above (2), wherein the gas after generating and containing the waste gas is blown as a recycled gas, or a mixed gas of the recycled gas and oxygen is blown.

【0031】(6)リサイクルガス、またはリサイクル
ガスと酸素の混合ガスの吹き込みを、ガス化溶融炉の円
周方向の接線に対する角度θを0度<θ<90度として
設置した羽口を用いて行う上記(5)に記載の廃棄物の
ガス化溶融方法。
(6) Injection of the recycle gas or the mixture gas of the recycle gas and oxygen is performed by using a tuyere provided at an angle θ with respect to a tangent in the circumferential direction of the gasification and melting furnace at 0 ° <θ <90 °. The method for gasifying and melting waste according to the above (5).

【0032】なお、前記(1)の「複数段に分かれた羽
口」の「複数段」とは、実用的には3段であるが、必ず
しも3段に限定されず、補助的に設けられた羽口を含
め、4段以上であってもよい。
The “plural stages” of the “tuples divided into plural stages” in the above (1) are practically three stages, but are not necessarily limited to three stages, and are provided in an auxiliary manner. There may be four or more stages including the tuyere.

【0033】前記(2)または(4)の「ゾーン」と
は、後述するが、炉内における領域であって、そこで生
じる反応に応じて第1ゾーン、第2ゾーンおよび第3ゾ
ーンと称する。
The "zone" of the above (2) or (4) is a region in the furnace, which will be described later, and is referred to as a first zone, a second zone and a third zone according to the reaction occurring therein.

【0034】前記(3)または(4)の「低沸点重金属
類」とは、水銀(Hg)、カドミウム(Cd)、鉛(P
b)の他、1200℃以下あるいはその近辺の温度にお
いて高い蒸気圧を有する砒素(As)、亜鉛(Zn)等
の金属、ならびにそれら金属の塩化物、すなわちHgC
2 、CdCl2 、PbCl2 、ZnCl2 等、あるい
はそれら金属の酸化物、すなわちHgO、CdO、Pb
O、ZnO等、あるいはそれら金属の硫化物、すなわち
HgS、CdS、PbS、ZnS等の環境上有害と指定
されている元素ならびにその化合物を指す。
The “low-boiling heavy metals” in the above (3) or (4) include mercury (Hg), cadmium (Cd), lead (P
b) In addition, metals such as arsenic (As) and zinc (Zn) which have a high vapor pressure at a temperature of 1200 ° C. or lower or in the vicinity thereof, and chlorides of these metals, that is, HgC
l 2 , CdCl 2 , PbCl 2 , ZnCl 2 , or oxides of these metals, ie, HgO, CdO, Pb
O, ZnO, etc., or sulfides of these metals, that is, elements designated as environmentally harmful, such as HgS, CdS, PbS, ZnS, and compounds thereof.

【0035】また、前記(1)または(3)の「金属
類」とは、前記のように有価金属類を指し、例えば、鉄
(Fe)、銅(Cu)の他、アルミニウム(Al)、ニ
ッケル(Ni)等の金属、およびその酸化物であって、
回収すれば一般的に価値有るものとして評価されるもの
をいう。
The "metals" of the above (1) or (3) refer to valuable metals as described above, and include, for example, aluminum (Al), iron (Fe), copper (Cu), and the like. A metal such as nickel (Ni) and an oxide thereof,
Collected items are generally valued as valuable.

【0036】[0036]

【発明の実施の形態】以下に、図に基づいて本発明(上
記(1)〜(6)の発明)を詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention (the inventions (1) to (6) above) will be described below in detail with reference to the drawings.

【0037】図1は、上記(1)の発明の廃棄物のガス
化溶融炉の一例の構成を示す概略縦断面図で、高さ方向
に3段に分かれた羽口を有する場合である。以下、この
場合を例にとって説明する。
FIG. 1 is a schematic vertical sectional view showing an example of the configuration of the waste gasification and melting furnace according to the invention (1), in which the tuyere is divided into three stages in the height direction. Hereinafter, this case will be described as an example.

【0038】図示するように、廃棄物ガス化溶融炉1
は、上部に廃棄物を装入するための廃棄物装入口11−
1と生成するガスを排出するためのガス排出口3−1を
有している。廃棄物装入口11−1には、ホッパー11
−2およびプッシャー10が取り付けられ、また、ガス
排出口3−1には、排ガス4を回収するためのダクト3
−2が取り付けられている。炉下部には溶融スラグおよ
び溶融金属13を排出するための排出口9が設けられて
いる。
As shown, waste gasification and melting furnace 1
Is a waste inlet 11- for charging waste at the top.
1 and a gas outlet 3-1 for discharging generated gas. The hopper 11 is installed at the waste loading port 11-1.
-2 and a pusher 10 are attached, and a gas exhaust port 3-1 has a duct 3 for collecting exhaust gas 4.
-2 is attached. A discharge port 9 for discharging the molten slag and the molten metal 13 is provided in the lower part of the furnace.

【0039】炉側壁の廃棄物装入口11−1と溶融スラ
グおよび溶融金属の排出口9との間には、それぞれ独立
して支燃性ガスおよび補助燃料を吹き込むことができる
高さ方向に3段に分かれた羽口が設けられている。すな
わち、炉の下方から順に、廃棄物を脱水加熱し、熱分解
させることにより生成する炭化物を主体とする充填層1
4に支燃性ガス7−1および補助燃料6−1を吹き込む
ための羽口(下段の羽口で、以下、「1次羽口5−1」
という)と、装入された状態の廃棄物を主体とする充填
層15に支燃性ガス7−2および補助燃料6−2を吹き
込むための羽口(中段の羽口で、以下、「2次羽口5−
2」という)と、フリーボード16に支燃性ガス7−3
および補助燃料6−3を吹き込むための羽口(上段の羽
口で、以下、「3次羽口5−3」という)である。な
お、支燃性ガスとは、純酸素、または酸素を含有するガ
スであり、補助燃料とは、微粉炭等の固体燃料、重油等
の液体燃料、天然ガス等の気体燃料である。
Between the waste loading port 11-1 on the furnace side wall and the discharge port 9 for molten slag and molten metal, each has a height in a height direction in which the supporting gas and the auxiliary fuel can be independently blown. The tuyeres are divided into stages. That is, in order from the bottom of the furnace, the packed bed 1 mainly composed of carbide generated by dehydrating and heating and thermally decomposing waste.
Tuyere (lower tuyere, hereafter referred to as "primary tuyere 5-1")
) And a tuyere for injecting the combustible gas 7-2 and the auxiliary fuel 6-2 into the packed bed 15 composed mainly of waste in a charged state (middle tuyere, hereinafter referred to as "2 Next tuyere 5-
2)) and the free board 16 has the supporting gas 7-3.
And a tuyere for injecting the auxiliary fuel 6-3 (the upper tuyere, hereinafter referred to as "tertiary tuyere 5-3"). The supporting gas is pure oxygen or a gas containing oxygen, and the auxiliary fuel is a solid fuel such as pulverized coal, a liquid fuel such as heavy oil, or a gas fuel such as natural gas.

【0040】さらに、炉上部には、炉内に装入された廃
棄物のレベル(高さレベルで、以下、原料層頂レベルと
いう)を計測するための手段であるサウンジングデバイ
ス17が設けられ、このデバイス17の先端に取り付け
られたサウンジングウェイト18が炉内に垂下されてい
る。
Further, a sounding device 17 as a means for measuring the level of the waste charged in the furnace (height level, hereinafter referred to as a raw material layer top level) is provided at the upper part of the furnace. A sounding weight 18 attached to the tip of the device 17 is suspended in the furnace.

【0041】また、炉側壁には、中段の羽口(2次羽口
5−2)近傍の温度を計測するための熱電対20と、炉
の上方部の雰囲気ガスの温度(すなわち、フリーボード
空間の排ガス温度)を計測するための熱電対21、なら
びにそれら熱電対の信号を温度に変換する温度変換器1
9が取り付けられている。なお、中段の羽口(2次羽口
5−2)近傍の温度とは、2次羽口5−2に対応する第
2ゾーンの温度をいう。
A thermocouple 20 for measuring the temperature in the vicinity of the middle tuyere (secondary tuyere 5-2) and the temperature of the atmosphere gas in the upper part of the furnace (ie, free board) Thermocouple 21 for measuring the temperature of the exhaust gas in the space) and a temperature converter 1 for converting the signal of the thermocouple into a temperature.
9 is attached. The temperature in the vicinity of the middle tuyere (secondary tuyere 5-2) refers to the temperature of the second zone corresponding to the secondary tuyere 5-2.

【0042】上記のように、本発明のガス化溶融炉は、
竪型の、1炉方式のガス化溶融炉である。1炉方式とし
た理由は、設備の簡素化と設備費の低減を図るためであ
る。また、炉体からの熱損失を抑制するためにも、1炉
方式が好ましい。
As described above, the gasification and melting furnace of the present invention
This is a vertical, single-furnace gasification and melting furnace. The reason for using the single-furnace method is to simplify the equipment and reduce the equipment cost. Also, in order to suppress heat loss from the furnace body, the one-furnace method is preferable.

【0043】このガス化溶融炉において、羽口を炉の高
さ方向に3段に分けて設けた理由、サウンジングデバイ
ス17を設け、さらに、炉側壁の所定の部位に熱電対を
取り付けた理由については、以下に述べる前記(2)の
発明の廃棄物のガス化溶融方法と併せて説明する。
In this gasification and melting furnace, the reason why the tuyere was provided in three stages in the height direction of the furnace, the reason why the sounding device 17 was provided, and the thermocouple was attached to a predetermined portion of the furnace side wall. Will be described in conjunction with the waste gasification and melting method of the invention (2) described below.

【0044】(2)の発明の廃棄物のガス化溶融方法
は、上記(1)の発明のガス化溶融炉を用いて行う廃棄
物のガス化溶融方法である。以下、上記の図1に示した
ガス化溶融炉を用いる場合について説明する。
The method for gasifying and melting waste according to the invention (2) is a method for gasifying and melting waste using the gasification and melting furnace according to the invention (1). Hereinafter, the case of using the gasification and melting furnace shown in FIG. 1 will be described.

【0045】まず、廃棄物をホッパー11に投入し、プ
ッシャー10で押し込んで廃棄物装入口11−1から炉
内へ装入し、次いで、以下に詳述する第1ゾーン〜第3
ゾーンでの反応により、COとH2 を主成分とするエネ
ルギーガスと、溶融スラグおよび溶融金属とし、前者を
炉上部に設けられたガス排出口3−1から回収し、後者
を炉下部に設けられた溶融スラグおよび溶融金属の排出
口9から回収する。
First, the waste is put into the hopper 11, pushed into the furnace through the waste inlet 11-1 by the pusher 10, and then into the first zone to the third zone described in detail below.
By the reaction in the zone, the energy gas mainly composed of CO and H 2 , the molten slag and the molten metal are collected, and the former is recovered from the gas outlet 3-1 provided in the upper part of the furnace, and the latter is provided in the lower part of the furnace. The collected molten slag and molten metal are recovered from the outlet 9.

【0046】炉内は、生じる反応に応じて三つの領域、
すなわち、炉下部から順に炭化物のガス化、溶融が生じ
る領域(第1ゾーン)、廃棄物の脱水・熱分解が生じる
領域(第2ゾーン)およびガスの改質が進行する領域
(第3ゾーン)に分割されており(図1参照)、その各
々の領域、すなわち第1ゾーン、第2ゾーンおよび第3
ゾーンに、反応のために必要な支燃性ガスおよび補助燃
料を独立して吹き込める上記の1次羽口5−1、2次羽
口5−2および3次羽口5−3がそれぞれ対応して取り
付けられている。このような構成を採ることによって、
竪型炉に特有の棚吊りや吹き抜け(特に、本発明方法の
ようにコークスを使用しない場合に生じ易い)の発生を
回避することができる。なお、支燃性ガスおよび補助燃
料を供給するための羽口は、上述した3段に限定され
ず、反応に必要な量を供給するため、必要に応じて各ゾ
ーンに複数段設け、全体として4段以上の複数段として
もよい。
The furnace has three zones according to the reaction that takes place:
That is, a region where the gasification and melting of carbides occur in order from the bottom of the furnace (first zone), a region where dehydration / pyrolysis of waste occurs (second zone), and a region where gas reforming proceeds (third zone). (See FIG. 1), and the respective areas, that is, the first zone, the second zone, and the third zone
The above-mentioned primary tuyere 5-1, secondary tuyere 5-2 and tertiary tuyere 5-3, which can independently inject the supporting gas and auxiliary fuel necessary for the reaction into the zone, respectively. It is attached. By adopting such a configuration,
It is possible to avoid the hanging and the blow-through (specifically, which is likely to occur when coke is not used as in the method of the present invention) peculiar to the vertical furnace. In addition, the tuyere for supplying the supporting gas and the auxiliary fuel is not limited to the above-mentioned three stages, and in order to supply an amount necessary for the reaction, a plurality of stages are provided in each zone as necessary, Four or more stages may be provided.

【0047】第1ゾーンでは下記の式で示した反応が
生じる。この反応は、第2ゾーンで形成され、降下して
きた炭化物(充填層)が1次羽口5−1から吹き込まれ
た支燃性ガス7−1により燃焼する反応で、炭化物は燃
焼ガス化し、2000℃以上の高温のCOを主体とする
還元性ガスとなる。また、その顕熱で炭化物に含有され
ている灰分(無機酸化物)と金属類が溶融し、溶融スラ
グと溶融金属となる。なお、必要により1次羽口5−1
から補助燃料6−1を供給する。
In the first zone, a reaction represented by the following equation occurs. This reaction is a reaction in which the carbide (filled bed) formed in the second zone and descending is burned by the oxidizing gas 7-1 blown from the primary tuyere 5-1. It becomes a reducing gas mainly composed of CO at a temperature of 2000 ° C. or higher. In addition, the ash (inorganic oxide) and metals contained in the carbide are melted by the sensible heat to form molten slag and molten metal. The primary tuyere 5-1 may be used if necessary.
Supplies the auxiliary fuel 6-1.

【0048】前記の還元性ガスは第2ゾーンに移行し、
溶融スラグと溶融金属は炉下部の排出口9から回収され
る。
The reducing gas moves to the second zone,
The molten slag and the molten metal are recovered from an outlet 9 at the bottom of the furnace.

【0049】C+1/2O2 =CO ・・・ ここで、C :第2ゾーンから供給される炭化物 O2 :1次羽口から吹き込まれた支燃性ガス中の酸素 なお、第2ゾーンで廃棄物を脱水・熱分解することによ
り炭化物の充填層とし、第1ゾーンでこの炭化物をガス
化、溶融する理由は、このように2段に分ける方が炭化
物の加熱促進、溶融スラグおよび溶融金属からの放熱ロ
スの抑制を効果的に行えるからである。
C + 1 / 2O 2 = CO where C: carbide supplied from the second zone O 2 : oxygen in the combustion supporting gas blown from the primary tuyere, discarded in the second zone The reason why the carbide is gasified and melted in the first zone by dehydrating and pyrolyzing the material to form a packed bed of carbides is that the two-stage method promotes the heating of the carbides, the molten slag and the molten metal. This is because the heat dissipation loss can be effectively suppressed.

【0050】この第1ゾーンでは、生成する還元性ガス
の顕熱で炭化物に含有されている灰分と金属類を完全に
溶融することが必要であるため、ガスの温度を2000
℃以上に保つのが好ましい。そのために、支燃性ガス中
の酸素濃度を50体積%(以下、ガスについての%は体
積%を意味する)以上とし、また、必要であれば補助燃
料を吹き込む。また、溶融スラグと溶融金属を炉下部の
排出口から詰まり等を生じさせず円滑に抽出するため
に、廃棄物の炉内への装入時に炉上から石灰石を同時に
装入するか、あるいは1次羽口から粉状の石灰石を造滓
材として吹き込み、スラグの粘度を下げるのが好まし
い。
In the first zone, it is necessary to completely melt the ash and metals contained in the carbide by the sensible heat of the reducing gas to be generated.
It is preferable to keep the temperature at or above C. For this purpose, the oxygen concentration in the supporting gas is set to 50% by volume or more (hereinafter,% of the gas means volume%), and auxiliary fuel is blown if necessary. In order to smoothly extract the molten slag and the molten metal from the outlet at the bottom of the furnace without causing clogging or the like, limestone is simultaneously charged from above the furnace when the waste is charged into the furnace, or It is preferable to reduce the viscosity of the slag by blowing powdery limestone as a slag-making material from the next tuyere.

【0051】第2ゾーンでは、下記の式〜式で示し
た反応が生じる。式の反応は、廃棄物の脱水加熱で、
第1ゾーンから供給された高温の還元性ガスの顕熱によ
り行われる。また、この還元性ガスが2次羽口5−2か
ら吹き込まれた支燃性ガス7−2によりの反応式にし
たがって二次燃焼するときに生成する顕熱によっても行
われる。これにより、廃棄物中の有機物は式および
式にしたがい炭化物(ただし、式、式ではCとして
表示)と炭化水素ガスに熱分解する。なお、必要により
2次羽口から補助燃料6−2を供給する。
In the second zone, reactions represented by the following formulas (1) to (3) occur. The reaction of the formula is the dehydration heating of waste,
This is performed by the sensible heat of the high-temperature reducing gas supplied from the first zone. The reduction gas is also generated by sensible heat generated when the secondary combustion is performed in accordance with the reaction formula of the combustible gas 7-2 blown from the secondary tuyere 5-2. As a result, the organic matter in the waste is thermally decomposed into a hydrocarbon (however, represented as C in the formula and the formula) and hydrocarbon gas according to the formula and the formula. The auxiliary fuel 6-2 is supplied from the secondary tuyere if necessary.

【0052】この工程で得られる炭化物は第1ゾーン
へ、炭化水素ガスは第3ゾーンへそれぞれ移行する。
The carbide obtained in this step moves to the first zone, and the hydrocarbon gas moves to the third zone.

【0053】 H2 O(liq )=H2 O(gas ) ・・・ Cpqr =r/2CO2 +q/nCmn +(p−r/2−qm/n)C ・・・ Cmn =n/4CH4 +{m−(n/4)}C ・・・ CO+1/2O2 =CO2 ・・・ ここで、H2 O(liq ):廃棄物中の付着水分 Cpqr :廃棄物中の有機物 Cmn :廃棄物中の有機物の分解で生じた炭化水
素ガス C :第1ゾーンに供給される炭化物 CO:第1ゾーンで炭化物が燃焼して生成したCO O2 :2次羽口から吹き込まれた支燃性ガス中の酸素 この工程では、炉内へ装入する廃棄物に必要に応じて副
原料(例えば、石灰石、生石灰等)を加えて充填層を形
成させておく。つまり、廃棄物が比較的密に充填された
状態としておく。このような廃棄物の充填層とすること
により、その層内を高温のガスが通過する際の固・気体
間の接触時間が長くなり、熱効率が向上する。
[0053] H 2 O (liq) = H 2 O (gas) ··· C p H q O r = r / 2CO 2 + q / nC m H n + (p-r / 2-qm / n) C · ·· C m H n = n / 4CH 4 + {m- (n / 4)} C ··· CO + 1 / 2O 2 = CO 2 ··· here, H 2 O (liq): deposition of the waste moisture C p H q O r: organics C m H n in waste: hydrocarbon gas produced by the decomposition of organic substances in waste C: carbides are supplied to the first zone CO: carbides combustion in the first zone CO 2 generated by the combustion: oxygen in the oxidizing gas blown from the secondary tuyere In this step, if necessary, auxiliary materials (eg, limestone, quicklime, etc.) are added to the waste charged into the furnace. To form a filling layer. That is, the waste is relatively densely packed. By forming such a packed layer of waste, the contact time between solid and gas when a high-temperature gas passes through the layer is prolonged, and thermal efficiency is improved.

【0054】また、高温の還元性ガスを2次燃焼させる
理由は、式の二次燃焼熱を利用して加熱を促進し、熱
分解温度を800〜1000℃に制御するためである。
この二次燃焼熱は、前記式の燃焼熱(一次燃焼熱)に
比べて格段に大きく、廃棄物の脱水・熱分解に必要な熱
の補充に有効である。なお、この際、発生ガス量を少な
くして廃棄物の飛散を防止して顕熱ロスを抑制するとと
もに、発生ガスのカロリー低下を抑制するため、支燃性
ガス中の酸素濃度を50%以上にするのが好ましい。
The reason why the high-temperature reducing gas is subjected to the secondary combustion is to promote the heating by using the secondary combustion heat in the equation and to control the thermal decomposition temperature to 800 to 1000 ° C.
This secondary combustion heat is much larger than the combustion heat (primary combustion heat) in the above equation, and is effective in replenishing the heat required for dehydration and thermal decomposition of waste. At this time, in order to suppress the sensible heat loss by reducing the amount of generated gas to prevent scattering of waste and to suppress the calorie reduction of the generated gas, the oxygen concentration in the supporting gas should be 50% or more. It is preferred that

【0055】第3ゾーンでは、下記の式および式で
示した反応が生じる。これらの反応は第2ゾーンから供
給される炭化水素ガスの熱分解反応(ガス改質反応)
で、COとH2 を主成分とするガス(エネルギーガス)
が得られる。これらの反応は3次羽口5−3から吹き込
まれる支燃性ガス7−3との反応により進行する。な
お、必要により3次羽口から補助燃料6−3を供給す
る。
In the third zone, the following formula and the reaction represented by the formula occur. These reactions are thermal decomposition reactions (gas reforming reactions) of hydrocarbon gas supplied from the second zone.
Gas with CO and H 2 as main components (energy gas)
Is obtained. These reactions proceed by the reaction with the combustible gas 7-3 blown from the tertiary tuyere 5-3. The auxiliary fuel 6-3 is supplied from the tertiary tuyere if necessary.

【0056】 Cmn +m/2O2 =mCO+n/2H2 ・・・ CH4 +1/2O2 =CO+2H2 ・・・ ここで、Cmn :第2ゾーンで廃棄物が熱分解して生
成した炭化水素ガス CH4 :第2ゾーンでCmn が熱分解して生成した
メタンガス O2 :3次羽口から吹き込まれた支燃性ガス中の酸
素 この第3ゾーンでの反応はフリーボード16部で行われ
るが、このような空洞部で反応を行わせる理由は、気体
間の反応であるガス改質反応を円滑に進めるためであ
る。空洞内の雰囲気温度を800〜1000℃に制御す
ると、改質反応が充分に進行するので好ましい。
C m H n + m / 2O 2 = mCO + n / 2H 2 ··· CH 4 + 1 / 2O 2 = CO + 2H 2 ··· Here, C m H n : Waste is thermally decomposed in the second zone. the produced hydrocarbon gas CH 4: second zone C m H n methane gas generated by thermal decomposition O 2: reaction with oxygen the third zone of the combustion assisting gas blown from the tertiary tuyeres The reaction is performed in such a hollow portion, which is performed in 16 parts of the free board, in order to smoothly advance a gas reforming reaction, which is a reaction between gases. Controlling the atmosphere temperature in the cavity to 800 to 1000 ° C. is preferable because the reforming reaction sufficiently proceeds.

【0057】支燃性ガス中の酸素濃度は50%以上とす
るのが好ましい。これは、回収されるガスのカロリーを
高めて次工程の発電等の用途に利用し易くするためであ
る。さらに、ダイオキシン類やその前駆体の生成を抑制
するために、ガスの温度は500℃以上とするのが好ま
しい。
The oxygen concentration in the combustion supporting gas is preferably set to 50% or more. This is because the calorie of the recovered gas is increased so that the gas can be easily used in applications such as power generation in the next process. Further, in order to suppress the generation of dioxins and their precursors, the temperature of the gas is preferably 500 ° C. or higher.

【0058】以上述べたように、(2)の発明の廃棄物
のガス化溶融方法では、上記第1ゾーン〜第3ゾーンで
の反応により、COとH2 を主成分とするエネルギーガ
スと、溶融スラグおよび溶融金属を回収する。そのた
め、1次〜3次の3段の羽口が必要となる。
As described above, in the method for gasifying and melting waste according to the invention (2), the reaction gas in the first to third zones is used to produce an energy gas containing CO and H 2 as main components. Collect the molten slag and molten metal. Therefore, three stages of primary to tertiary tuyeres are required.

【0059】さらに、各段の羽口がそれぞれ独立して支
燃性ガスおよび補助燃料を吹き込むことができるもので
なければならない。その理由は、以下のとおりである。
Further, the tuyere of each stage must be capable of independently injecting the supporting gas and the auxiliary fuel. The reason is as follows.

【0060】まず、1次羽口の場合、式の反応に関与
するC(炭化物)の量は、式および式で表される反
応の進行度合いによって変化する。また、廃棄物の種類
が変化すれば、自ずと式および式で表される反応の
生成物量も変化する。したがって、1次羽口から吹き込
む支燃性ガスの量は他の工程とは独立して定め得るもの
としておかなければならない。必要に応じて供給する補
助燃料についても同様である。
First, in the case of the primary tuyere, the amount of C (carbide) involved in the reaction of the formula varies depending on the formula and the degree of progress of the reaction represented by the formula. In addition, if the type of waste changes, the formula and the amount of reaction products represented by the formula naturally change. Therefore, the amount of the supporting gas blown from the primary tuyere must be determined independently of the other steps. The same applies to auxiliary fuel supplied as needed.

【0061】次に、2次羽口から吹き込む支燃性ガス量
は、反応式で決まり、式のCO量は反応式で決ま
ってくるので、見掛け上1次羽口から吹き込む支燃性ガ
ス量と連動していると見なされる。しかし、実際は反応
式で生成するCOガスをすべて2次燃焼させる必要は
なく、第2ゾーンでは、少なくとも廃棄物中の付着水分
の脱水加熱と廃棄物中の有機物の熱分解に必要な熱を加
え、さらに第2ゾーンの雰囲気温度を800〜1000
℃に保つために必要な熱を加えるだけでよい。したがっ
て、2次羽口からの支燃性ガス量は、廃棄物に含まれる
成分によって大きく変化する。すなわち、2次羽口から
吹き込む支燃性ガスの量も独自に定め得るものとしてお
かなければならない。補助燃料についても同様である。
Next, the amount of the supporting gas blown from the secondary tuyere is determined by the reaction formula, and the amount of CO in the formula is determined by the reaction formula. Is considered to be linked to However, in fact, it is not necessary to perform secondary combustion on all CO gas generated by the reaction formula. In the second zone, at least heat necessary for dehydration heating of attached moisture in waste and thermal decomposition of organic matter in waste is added. And the atmosphere temperature in the second zone is set to 800 to 1000.
It is only necessary to apply the heat necessary to maintain the temperature in ° C. Therefore, the amount of combustible gas from the secondary tuyere varies greatly depending on the components contained in the waste. That is, the amount of the combustible gas blown from the secondary tuyere must also be determined independently. The same applies to auxiliary fuel.

【0062】3次羽口から吹き込む支燃性ガス量は反応
式およびで決まる。この場合も廃棄物中の含有成分
によってCmn とCH4 の生成量が変化するので、3
次羽口から吹き込む支燃性ガス量についても独自に定め
得るものとしておかなければならない。なお、補助燃料
についても同様である。
The amount of the supporting gas blown from the tertiary tuyere is determined by the reaction formula. Since the amount of C m H n and CH 4 is changed by containing component in this case waste, 3
The amount of the supporting gas blown from the next tuyere must also be determined independently. The same applies to the auxiliary fuel.

【0063】先に述べた(1)の発明のガス化溶融炉に
おいて、羽口を3段に分けて設け、しかもそれぞれ独立
して支燃性ガスおよび補助燃料を吹き込むことができる
こととしたのは上記の理由によるものである。
In the gasification and melting furnace of the invention (1) described above, the tuyeres are provided in three stages, and the combustion supporting gas and the auxiliary fuel can be blown independently of each other. This is for the above reason.

【0064】支燃性ガスの吹き込み量と必要により供給
する補助燃料の量は以下のようにして定める。
The blowing amount of the supporting gas and the amount of the auxiliary fuel to be supplied as necessary are determined as follows.

【0065】処理の対象が例えば異種の廃棄物が混在し
た一般廃棄物のような場合、通常は炉内に装入する前に
成分分析を行うことはしないので、炉内では未知の成分
が燃焼し、あるいは熱分解することになり、生成ガス量
およびその含有成分を予測することは実際上不可能であ
る。
When the target of the treatment is, for example, general waste in which different kinds of wastes are mixed, since the component analysis is not usually performed before charging into the furnace, unknown components are burned in the furnace. Or thermal decomposition, and it is practically impossible to predict the amount of generated gas and its components.

【0066】このような条件下では、装入した廃棄物の
レベル(原料層頂レベル)を逐次計測する。これによっ
て、炉内の充填層(廃棄物の充填層および炭化物の充填
層)の厚みの変化を間接的に把握することができる。す
なわち、第1ゾーンで形成される炭化物の充填層は燃焼
量が多いほど荷下がりが進み、原料層頂レベルが下が
る。したがって、事前に経験的に所定の原料層頂レベル
を決めておき、その後の原料層頂レベルの上下変動に基
づいて1次羽口からの支燃性ガスと、必要により供給す
る補助燃料の吹き込み量を決定すればよい。なお、使用
する原料層頂レベル計としては、製鉄分野の高炉内部の
原料層頂レベル計として知られているサウンジングデバ
イスが好適である。
Under such conditions, the level of the loaded waste (raw material layer top level) is sequentially measured. This makes it possible to indirectly grasp the change in the thickness of the packed bed in the furnace (the packed bed of waste and the packed bed of carbide). That is, as the amount of combustion increases, the loading of the carbide packed layer formed in the first zone decreases, and the top level of the raw material layer decreases. Therefore, a predetermined raw material layer top level is determined empirically in advance, and then the supporting gas from the primary tuyere and the auxiliary fuel supplied as necessary are blown based on the vertical fluctuation of the raw material layer top level. The amount may be determined. In addition, as a raw material layer top level meter to be used, a sounding device known as a raw material layer top level meter inside a blast furnace in the field of steelmaking is suitable.

【0067】ところで、第1ゾーンで形成される炭化物
の充填層の上には、第2ゾーンで形成される廃棄物の充
填層が存在するので、計測される原料層頂レベルは、第
1ゾーンと第2ゾーンにおけるそれぞれの変化量の合計
として表れる。したがって、第1ゾーンと第2ゾーンに
おける変化量を区別する必要があるが、第2ゾーンにお
ける反応の変化は、第2ゾーンの温度変化を逐次計測す
ることにより間接的に把握できる。すなわち、第2ゾー
ンでは、少なくとも廃棄物中の付着水分の脱水加熱と廃
棄物中の有機物の熱分解に必要な熱を加え、さらに第2
ゾーンの雰囲気温度を800〜1000℃に保つために
必要な熱を加えるだけでよいので、第2ゾーンの領域内
にある廃棄物の温度変化を逐次計測し、それが低下すれ
ば熱不足と判断し、2次羽口からの支燃性ガス量を増加
して2次燃焼させるCO量(反応式で生成するCOの
うち2次燃焼させる量)を上げてやる。逆に、温度が上
昇すれば熱的に余裕があると判断できるので、2次羽口
からの支燃性ガス量を減少させて2次燃焼させるCO量
を下げてやればよい。なお、前記の廃棄物の温度変化は
第2ゾーンの温度変化をもってそれとみなすことがで
き、第2ゾーンの温度変化は、例えば、第2ゾーンの内
張り煉瓦表面に熱電対を設置し、その表面温度を測定す
ることにより求めることができる。
Since the packed bed of the waste formed in the second zone exists on the packed bed of the carbide formed in the first zone, the measured top level of the raw material layer is the first zone. And the sum of the respective changes in the second zone. Therefore, it is necessary to distinguish the amount of change between the first zone and the second zone, but the change in the reaction in the second zone can be indirectly grasped by sequentially measuring the temperature change in the second zone. That is, in the second zone, at least heat required for dehydration heating of the adhering moisture in the waste and thermal decomposition of the organic matter in the waste is applied, and the second zone is further heated.
Since it is only necessary to apply heat necessary to maintain the ambient temperature of the zone at 800 to 1000 ° C., the temperature change of the waste in the area of the second zone is sequentially measured, and if it decreases, it is judged that the heat is insufficient. Then, the amount of combustible gas from the secondary tuyere is increased to increase the amount of CO for secondary combustion (the amount of secondary combustion of the CO generated by the reaction formula). Conversely, if the temperature rises, it can be determined that there is a thermal margin, so the amount of the supporting gas from the secondary tuyere may be reduced to reduce the amount of CO to be subjected to secondary combustion. The temperature change of the waste can be regarded as the temperature change of the second zone, and the temperature change of the second zone can be determined, for example, by installing a thermocouple on the surface of the lining brick of the second zone, Can be determined by measuring

【0068】このように、原料層頂レベル計によるレベ
ル値および第2ゾーンの内張り煉瓦の表面温度を逐次計
測することにより、第1ゾーンおよび第2ゾーンの支燃
性ガスと必要により供給する補助燃料の吹き込み量をそ
れぞれ独自に決定することができる。
As described above, by successively measuring the level value by the raw material layer top level meter and the surface temperature of the lining brick in the second zone, the auxiliary gas to be supplied if necessary and the combustion supporting gas in the first and second zones. Each fuel injection amount can be independently determined.

【0069】第3ゾーンでは、第2ゾーン出口(フリー
ボード側)の雰囲気温度を800〜1000℃に保て
ば、排ガス中の炭化水素、特に配管閉塞等のトラブルの
原因となるタールのような炭素数が5以上の炭化水素
(Cm Hn :m ≧5)をすべて分解できる。したがっ
て、第3ゾーンのフリーボード空間内に温度計を設置し
てその温度を逐次計測し、温度が800℃よりも低下し
たときは、3次羽口から支燃性ガスと必要によっては補
助燃料を吹き込めばよい。特に、廃棄物を炉内に装入し
た直後は、第2ゾーンの原料層頂および第3ゾーンのフ
リーボードにおける温度が急激に下がるので、第2ゾー
ンおよび第3ゾーンの温度から判断して、生成する炭化
水素(Cm Hn :m ≧5)を分解するために、支燃性ガ
スと必要により補助燃料の吹き込みを実施するのが効果
的である。
In the third zone, if the ambient temperature at the outlet of the second zone (on the free board side) is maintained at 800 to 1000 ° C., hydrocarbons in the exhaust gas, especially tar and the like, which cause troubles such as pipe blockage. All hydrocarbons having 5 or more carbon atoms (Cm Hn: m ≧ 5) can be decomposed. Therefore, a thermometer is installed in the freeboard space of the third zone, and the temperature is sequentially measured. When the temperature drops below 800 ° C., the tertiary tuyere provides the supporting gas and, if necessary, the auxiliary fuel. Just blow it. In particular, immediately after the waste is charged into the furnace, the temperatures at the top of the raw material layer in the second zone and the freeboard in the third zone drop sharply, so judging from the temperatures in the second and third zones, In order to decompose the generated hydrocarbons (Cm Hn: m ≧ 5), it is effective to blow a supporting gas and, if necessary, an auxiliary fuel.

【0070】上記(2)の発明の廃棄物のガス化溶融方
法によれば、高価なコークスを使用せずに、廃棄物のガ
ス化溶融、脱水・熱分解およびガス改質の一連の工程を
1炉で実施し、かつタール等が含まれない清浄な排ガス
とすることができる。
According to the waste gasification / melting method of the invention (2), a series of waste gasification / melting, dehydration / pyrolysis and gas reforming steps can be performed without using expensive coke. It can be carried out in one furnace and can be a clean exhaust gas containing no tar or the like.

【0071】図2は、上記(3)の発明の廃棄物のガス
化溶融炉の一例の構成を示す概略縦断面図である。
FIG. 2 is a schematic vertical sectional view showing the structure of an example of the waste gasification and melting furnace of the invention (3).

【0072】図示するように、廃棄物ガス化溶融炉1
は、上部に廃棄物を装入するための廃棄物装入口11−
1と生成するエネルギーガスおよびエネルギーガスに随
伴されるダストを排出するためのガス排出口3−1を有
している。廃棄物装入口11−1には、ホッパー11−
2およびプッシャー10が取り付けられ、また、ガス排
出口3−1には、エネルギーガスおよびダスト(図では
排ガス4と表示)を回収するためのホットサイクロン
(ダスト回収手段)25がガス排出ダクト3−2を介し
てが取り付けられている。エネルギーガスおよびダスト
はホットサイクロン25を通過してエネルギーガス26
とダスト27に分離される。なお、ダスト回収手段とし
ては、ホットサイクロンが安価であって経済性に優れ好
適であるが、他に、バグフィルター等の除塵装置を用い
てもよい。
As shown, the waste gasification and melting furnace 1
Is a waste inlet 11- for charging waste at the top.
1 and a gas outlet 3-1 for discharging generated energy gas and dust accompanying the energy gas. The hopper 11-
2 and a pusher 10, and a hot cyclone (dust collecting means) 25 for collecting energy gas and dust (indicated as exhaust gas 4 in the figure) is provided at a gas outlet 3-1. 2 are attached. The energy gas and the dust pass through the hot cyclone 25 and the energy gas 26
And dust 27. As a dust collecting means, a hot cyclone is inexpensive and is economically preferable, but a dust removing device such as a bag filter may be used.

【0073】炉下部には溶融スラグおよび溶融金属13
を排出するためのスラグ排出口9が設けられている。
In the lower part of the furnace, molten slag and molten metal 13
A slag discharge port 9 for discharging slag is provided.

【0074】ガス排出口3−1と溶融スラグおよび溶融
金属の排出口9の間には、それぞれ独立して支燃性ガス
および補助燃料を吹き込むことができる高さ方向に3段
に分かれた羽口が設けられている。これは前記の図1に
示した廃棄物ガス化溶融炉の場合と同様で、炉の下方か
ら順に、廃棄物を脱水加熱し、熱分解させることにより
生成する炭化物を主体とする充填層14に支燃性ガス7
−1および補助燃料6−1を吹き込むための羽口(下段
の羽口で、以下、「1次羽口5−1」という)と、装入
された状態の廃棄物を主体とする充填層15に支燃性ガ
ス7−2および補助燃料6−2を吹き込むための羽口
(中段の羽口で、以下、「2次羽口5−2」という)
と、フリーボード16に支燃性ガス7−3および補助燃
料6−3を吹き込むための羽口(上段の羽口で、以下、
「3次羽口5−3」という)である。なお、支燃性ガス
とは、純酸素、または酸素を含有するガスであり、補助
燃料とは、微粉炭等の固体燃料、重油等の液体燃料、天
然ガス等の気体燃料である。また、廃棄物を主体とする
充填層15は、溶融スラグと溶融金属の粘度を下げてス
ムーズに炉下部の排出口9から排出すべく廃棄物と同時
に石灰石を装入するため、一部石灰石が混在したもので
ある。
Between the gas discharge port 3-1 and the discharge port 9 for molten slag and molten metal, vanes divided into three stages in the height direction into which the supporting gas and auxiliary fuel can be independently blown are provided. A mouth is provided. This is similar to the case of the waste gasification and melting furnace shown in FIG. 1 described above. In order from the bottom of the furnace, the waste is dehydrated and heated, and the packed bed 14 mainly composed of carbide generated by thermal decomposition is formed. Supporting gas 7
Tuyere (lower tuyere, hereinafter referred to as "primary tuyere 5-1") for injecting -1 and auxiliary fuel 6-1 and a packed bed mainly composed of waste in a charged state 15 is a tuyere for injecting the combustible gas 7-2 and the auxiliary fuel 6-2 into the tuner 15 (the tuyere in the middle stage, hereinafter referred to as "secondary tuyere 5-2")
And a tuyere for injecting the supporting gas 7-3 and the auxiliary fuel 6-3 into the free board 16 (the tuyere at the upper stage,
"Tertiary tuyere 5-3"). The supporting gas is pure oxygen or a gas containing oxygen, and the auxiliary fuel is a solid fuel such as pulverized coal, a liquid fuel such as heavy oil, or a gas fuel such as natural gas. In addition, since the packed bed 15 mainly composed of waste is charged with limestone at the same time as waste to lower the viscosity of the molten slag and molten metal and smoothly discharge the molten slag and the molten metal from the outlet 9 at the lower part of the furnace, some limestone is used. They are mixed.

【0075】さらに、この廃棄物ガス化溶融炉1の上部
には、支燃性ガス22と必要に応じて補助燃料23を吹
き込むことができる上吹ランス24−1と、このランス
24−1を昇降させるためのランス昇降装置24−2が
設けられている。
Further, on the upper part of the waste gasification and melting furnace 1, an upper blowing lance 24-1 capable of injecting the supporting gas 22 and, if necessary, an auxiliary fuel 23, and this lance 24-1 are provided. A lance lifting device 24-2 for raising and lowering is provided.

【0076】上記のガス化溶融炉では、廃棄物装入口1
1−1が2次羽口5−2と3次羽口5−3の間に取り付
けられているが、この位置に限定されることはなく、前
記の図1に示したガス化溶融炉の場合のように、3次羽
口5−3の上に取り付けられていてもよい。ただ、この
例のように2次羽口5−2と3次羽口5−3の間に取り
付けられている方が、第3ゾーンで改質した後のクリー
ンなガスが落下してくる廃棄物と衝突し合うことがな
く、クリーンガスの汚染や廃棄物の飛散が少ないので、
望ましい。
In the gasification and melting furnace described above, the waste loading port 1
1-1 is installed between the secondary tuyere 5-2 and the tertiary tuyere 5-3, but is not limited to this position. The gasification and melting furnace shown in FIG. As in the case, it may be mounted on the tertiary tuyere 5-3. However, as in this example, the one installed between the secondary tuyere 5-2 and the tertiary tuyere 5-3 is a waste gas in which clean gas after reforming in the third zone falls. As it does not collide with objects, there is little pollution of clean gas and scattering of waste,
desirable.

【0077】また、この例では、ガス排出口3−1と溶
融スラグおよび溶融金属の排出口9の間に3段に分かれ
た羽口が設けられているが、この羽口は、廃棄物が脱水
加熱され熱分解して生成した炭化物を燃焼、ガス化する
ための羽口、すなわち、炉内の第1ゾーンに取り付けら
れた1次羽口を含めて少なくとも1段設けられていれば
よい。1段とした場合は上記の上吹ランス24−1を用
いるが、これについては、後述する実施例で説明する。
In this example, three-stage tuyeres are provided between the gas outlet 3-1 and the outlet 9 for the molten slag and the molten metal. It is sufficient that at least one tuyere is provided including a tuyere for burning and gasifying a carbide produced by dehydration and heating and pyrolysis, that is, a primary tuyere attached to a first zone in a furnace. In the case of one stage, the above-described upper lance 24-1 is used, which will be described in an embodiment described later.

【0078】さらに、このガス化溶融炉においては、前
記の図1に示した廃棄物ガス化溶融炉の場合と同様、炉
上部に、炉内に装入された廃棄物のレベル(原料層頂レ
ベル)を計測するためのサウンジングデバイス17が設
けられている。また、炉側壁には、中段の羽口(2次羽
口5−2)近傍の温度を計測するための熱電対20と、
炉の上方部の雰囲気ガスの温度(すなわち、フリーボー
ド空間の排ガス温度)を計測するための熱電対21、な
らびにそれら熱電対の信号を温度に変換する温度変換器
19が取り付けられている。なお、中段の羽口(2次羽
口5−2)近傍の温度とは、2次羽口5−2に対応する
第2ゾーンの温度をいう。
Further, in this gasification / melting furnace, as in the case of the waste gasification / melting furnace shown in FIG. Level) is provided. In addition, a thermocouple 20 for measuring the temperature near the middle tuyere (secondary tuyere 5-2) is provided on the furnace side wall,
A thermocouple 21 for measuring the temperature of the atmosphere gas in the upper part of the furnace (that is, the temperature of the exhaust gas in the freeboard space) and a temperature converter 19 for converting a signal of the thermocouple into a temperature are attached. The temperature in the vicinity of the middle tuyere (secondary tuyere 5-2) refers to the temperature of the second zone corresponding to the secondary tuyere 5-2.

【0079】このガス化溶融炉において、サウンジング
デバイスを設け、さらに、炉側壁の所定の部位に熱電対
を取り付けた理由は、図1に示した廃棄物ガス化溶融炉
の場合と同様である。
The reason why a sounding device is provided in this gasification / melting furnace and a thermocouple is attached to a predetermined portion of the furnace side wall is the same as in the case of the waste gasification / melting furnace shown in FIG. .

【0080】上記のように、このガス化溶融炉も、竪型
の、1炉方式のガス化溶融炉で、設備の簡素化と設備費
の低減を図ることができ、また、炉体からの熱損失を抑
制する上からも好ましい方式である。さらに、このガス
化溶融炉を用いれば、以下に述べるように、廃棄物中に
含まれる水銀(Hg)、カドミウム(Cd)、鉛(P
b)等の有害な低沸点重金属類をダストとして回収する
ことができる。
As described above, this gasification-melting furnace is also a vertical, single-furnace-type gasification-melting furnace, which can simplify the equipment and reduce the equipment cost. This is a preferable method from the viewpoint of suppressing heat loss. Further, if this gasification and melting furnace is used, as described below, mercury (Hg), cadmium (Cd), lead (P
Harmful low-boiling heavy metals such as b) can be recovered as dust.

【0081】(4)の発明の廃棄物のガス化溶融方法
は、上記(3)の発明のガス化溶融炉を用いて行う廃棄
物のガス化溶融方法である。以下、上記の図2に示した
ガス化溶融炉を用いる場合について説明する。
The method for gasifying and melting waste according to the invention (4) is a method for gasifying and melting waste using the gasification and melting furnace according to the invention (3). Hereinafter, the case of using the gasification and melting furnace shown in FIG. 2 will be described.

【0082】まず、上記(2)の発明のガス化溶融方法
を実施する場合と同様、廃棄物をホッパー11−2に投
入し、プッシャー10で押し込んで廃棄物装入口11−
1から炉内へ装入する。次いで、以下に詳述する第1ゾ
ーン〜第3ゾーンでの反応により、COとH2 を主成分
とするエネルギーガスを回収するのであるが、このと
き、低沸点重金属類を含むダストをエネルギーガスとと
もに炉上部に設けられたガス排出口3−1から回収す
る。また、得られる溶融スラグおよび溶融金属を炉下部
に設けられた溶融スラグおよび溶融金属の排出口9から
回収する。
First, as in the case of carrying out the gasification and melting method of the invention (2), the waste is put into the hopper 11-2, and is pushed in by the pusher 10 to push the waste inlet 11-.
Charge from 1 into the furnace. Next, the energy gas mainly composed of CO and H2 is recovered by the reaction in the first to third zones described in detail below. At this time, the dust containing the low-boiling heavy metals is removed together with the energy gas. The gas is recovered from a gas discharge port 3-1 provided at the upper part of the furnace. Further, the obtained molten slag and molten metal are collected from a discharge port 9 of the molten slag and molten metal provided at the lower part of the furnace.

【0083】炉内は、前記の(2)の発明のガス化溶融
方法の場合と同様、生じる反応に応じて三つの領域、す
なわち、炉下部から順に炭化物のガス化、溶融が生じる
領域(第1ゾーン14)、廃棄物の脱水・熱分解と低沸
点重金属類のガス化が生じる領域(第2ゾーン15)お
よびガスの改質が進行する領域であってこのガスに随伴
させて炉外に排出させる低沸点重金属類を含むダストが
存在する領域(第3ゾーン16)に分割されている(図
2参照)。その各々のゾーンに、反応のために必要な支
燃性ガスおよび補助燃料を独立して吹き込める上記の1
次羽口5−1、2次羽口5−2、3次羽口5−3がそれ
ぞれ対応して取り付けられ、さらに、上吹ランス24−
1が取り付けられている。このような構成を採ることに
よって、廃棄物に含まれる有機物を効率的にガス化して
燃料として使用できるエネルギーガスを回収し、さらに
これら廃棄物に含まれる低沸点重金属類を効率的にダス
トとして回収するとともに、これら廃棄物に含まれる灰
分と有価金属類を効率的にそれぞれ溶融スラグと溶融金
属として回収することが可能となる。また、竪型炉に特
有の棚吊りや吹き抜けの発生を回避することができる。
In the furnace, as in the case of the gasification and melting method of the invention (2), there are three regions according to the reaction that takes place, that is, regions where carbide gasification and melting occur in order from the bottom of the furnace (first region). 1 zone 14), a region in which dehydration / pyrolysis of waste and gasification of low-boiling heavy metals occur (second zone 15), and a region in which gas reforming proceeds. It is divided into regions (third zone 16) where dust containing low-boiling heavy metals to be discharged is present (see FIG. 2). Each of the above zones can be independently blown with the supporting gas and auxiliary fuel required for the reaction.
The next tuyere 5-1, the second tuyere 5-2, and the third tuyere 5-3 are attached correspondingly, and further, the upper blowing lance 24-
1 is attached. By adopting such a configuration, the organic matter contained in waste can be efficiently gasified to recover energy gas that can be used as fuel, and the low-boiling heavy metals contained in these waste can be efficiently recovered as dust. At the same time, the ash and valuable metals contained in these wastes can be efficiently recovered as molten slag and molten metal, respectively. In addition, it is possible to avoid the hanging of a shelf and the occurrence of blow-through, which are peculiar to a vertical furnace.

【0084】第1ゾーンでは、前記の(2)の発明のガ
ス化溶融方法の場合と同様、下記の式で示した反応が
生じる。この反応は、第2ゾーンで形成され、降下して
きた炭化物(充填層)が1次羽口5−1から吹き込まれ
た支燃性ガス7−1により燃焼する反応で、炭化物は燃
焼、ガス化し、2000℃以上の高温のCOを主体とす
る還元性ガスとなる。また、その顕熱で炭化物に含有さ
れている灰分(無機酸化物)と有価金属類が溶融し、溶
融スラグと溶融金属となる。なお、必要により1次羽口
5−1から補助燃料6−1を供給する。
In the first zone, a reaction represented by the following equation occurs as in the case of the gasification melting method of the invention (2). This reaction is a reaction in which the carbide (filled bed) that has been formed in the second zone and descends is burned by the supporting gas 7-1 blown from the primary tuyere 5-1. The carbide is burned and gasified. , A reducing gas mainly composed of CO at 2000 ° C. or higher. In addition, the ash (inorganic oxide) and valuable metals contained in the carbide are melted by the sensible heat to form molten slag and molten metal. In addition, the auxiliary fuel 6-1 is supplied from the primary tuyere 5-1 if necessary.

【0085】前記の還元性ガスは第2ゾーンに移行し、
溶融スラグと溶融金属は炉下部の排出口9から回収され
る。
The reducing gas moves to the second zone,
The molten slag and the molten metal are recovered from an outlet 9 at the bottom of the furnace.

【0086】C+1/2O2 =CO ・・・ ここで、C :第2ゾーンから供給される炭化物 O2 :1次羽口から吹き込まれた支燃性ガス中の酸素 なお、第2ゾーンで廃棄物を脱水・熱分解することによ
り炭化物の充填層とし、第1ゾーンでこの炭化物をガス
化、溶融するのは、前記と同様、このように2段に分け
る方が炭化物の加熱促進、溶融スラグおよび溶融金属か
らの放熱ロスの抑制を効果的に行えるからである。
C + 1 / 2O2 = CO where C: carbide supplied from the second zone O2: oxygen in the supporting gas blown from the primary tuyere Dehydration / pyrolysis to form a packed bed of carbides and gasification and melting of the carbides in the first zone is, like the above, divided into two stages in this way to promote heating of the carbides, molten slag and melting. This is because heat loss from metal can be effectively suppressed.

【0087】この第1ゾーンでは、生成する還元性ガス
の顕熱で炭化物に含有されている灰分と有価金属類を完
全に溶融することが必要であるため、ガスの温度を20
00℃以上に保つのが好ましい。そのために、支燃性ガ
ス中の酸素濃度を50%以上とし、必要であれば補助燃
料を吹き込む。また、溶融スラグと溶融金属を炉下部の
排出口から詰まり等を生じさせず円滑に排出させるため
に、廃棄物の炉内への装入時に炉上から石灰石を同時に
装入するか、あるいは1次羽口から粉状の石灰石を造滓
材として吹き込み、スラグの粘度を下げるのが好まし
い。
In the first zone, it is necessary to completely melt the ash and valuable metals contained in the carbide by the sensible heat of the reducing gas to be generated.
It is preferable to keep the temperature at 00 ° C. or higher. For this purpose, the oxygen concentration in the supporting gas is set to 50% or more, and auxiliary fuel is blown if necessary. In order to discharge the molten slag and the molten metal smoothly from the discharge port at the bottom of the furnace without causing clogging or the like, limestone is simultaneously charged from above the furnace when the waste is charged into the furnace, or It is preferable to reduce the viscosity of the slag by blowing powdery limestone as a slag-making material from the next tuyere.

【0088】第2ゾーンでは、前記の(2)の発明のガ
ス化溶融方法の場合と同様に、下記の式〜式で示し
た反応が生じるが、さらに、後述するように、廃棄物中
に含まれる塩素のガス化、および低沸点重金属類のガス
化ないしは塩素との反応が生じる。
In the second zone, as in the case of the gasification melting method of the invention (2), the reactions represented by the following formulas (1) to (3) occur. Gasification of contained chlorine and gasification of low boiling heavy metals or reaction with chlorine occurs.

【0089】 H2 O(liq )=H2 O(gas ) ・・・ Cp Hq Or =r/2CO2 +q/nCm Hn +(p−r/2−qm/n)C ・・・ Cm Hn =n/4CH4 +{m−(n/4)}C ・・・ CO+1/2O2 =CO2 ・・・ ここで、H2 O(liq ):廃棄物中の付着水分 Cp Hq Or :廃棄物中の有機物 Cm Hn :廃棄物中の有機物の分解で生じた炭化水
素ガス C :第1ゾーンに供給される炭化物 CO:第1ゾーンで炭化物が燃焼して生成したCO O2 :2次羽口および/または上吹ランスから吹き込ま
れた支燃性ガス中の酸素 式の反応は、廃棄物の脱水加熱で、第1ゾーンから供
給された高温の還元性ガスの顕熱により行われる。ま
た、この還元性ガスが、2次羽口5−2から吹き込まれ
た支燃性ガス7−2および/または上吹ランス24−1
から吹き込まれた支燃性ガス22によりの反応式にし
たがって二次燃焼するときに生成する顕熱によっても行
われる。これにより、廃棄物中の有機物は式および
式にしたがい炭化物(ただし、式、式ではCとして
表示)と炭化水素ガスに熱分解する。なお、必要により
2次羽口および/または上吹ランスから補助燃料を供給
する。
H2O (liq) = H2O (gas) ... CpHqOr = r / 2CO2 + q / nCmHn + (pr-2-qm / n) C ... CmHn = n / 4CH4 + {M- (n / 4)} C CO + 1 / 2O2 = CO2 where H2O (liq): adhering moisture in waste Cp Hq Or: organic matter in waste Cm Hn: waste Hydrocarbon gas generated by decomposition of organic matter in the material C: Carbide supplied to the first zone CO: CO O2 generated by burning of the carbide in the first zone: Injected from the secondary tuyere and / or upper blowing lance The oxygen-type reaction in the combustible gas is performed by sensible heat of the high-temperature reducing gas supplied from the first zone by dehydration heating of the waste. Further, this reducing gas is supplied to the combustion supporting gas 7-2 and / or the upper blowing lance 24-1 injected from the secondary tuyere 5-2.
This is also performed by sensible heat generated when performing secondary combustion according to the reaction formula by the combustible gas 22 blown from the air. As a result, the organic matter in the waste is thermally decomposed into a hydrocarbon (however, represented as C in the formula and the formula) and hydrocarbon gas according to the formula and the formula. If necessary, auxiliary fuel is supplied from the secondary tuyere and / or the upper lance.

【0090】支燃性ガスの吹き込みは、2次羽口のみま
たは上吹ランスのみを用いて行ってもよく、それによっ
て式の廃棄物の脱水加熱は可能である。しかし、2次
羽口および上吹ランスを同時に使用すれば、支燃性ガス
を第2ゾーンに万遍なく均一に吹き込めるので、廃棄物
の脱水加熱を効率的に行わせることができる。
The blowing of the flammable gas may be performed using only the secondary tuyere or only the upper blowing lance, whereby the dewatering and heating of the waste can be performed. However, if the secondary tuyere and the upper blowing lance are used at the same time, the combustion supporting gas can be uniformly blown into the second zone, so that the dewatering and heating of the waste can be efficiently performed.

【0091】この工程で得られる炭化物は第1ゾーン
へ、炭化水素ガスは第3ゾーンへそれぞれ移行する。
The carbide obtained in this step moves to the first zone, and the hydrocarbon gas moves to the third zone.

【0092】第2ゾーンでは、さらに、第1ゾーンから
供給された高温の還元性ガスの顕熱により、あるいはそ
れに加えて、の反応式にしたがって二次燃焼するとき
に生成する顕熱により下記の−1式〜−3式で示し
た反応が生じる。前述した廃棄物中に含まれる塩素のガ
ス化および低沸点重金属のガス化ないしは塩素との反応
である。すなわち、廃棄物中に含まれる塩素は、−1
および−2式のようにガス化して、塩素ガスおよび塩
化水素ガスを生成する。一方、廃棄物中の低沸点重金属
は、−1式により単体のままでガス化するか、あるい
は−2および−3式のように低沸点重金属の塩化物
を生成する。なお、塩化物になると、一般的に非常に蒸
発し易くなる。
In the second zone, the following sensible heat is generated by the sensible heat of the high-temperature reducing gas supplied from the first zone or in addition to the sensible heat generated during the secondary combustion according to the reaction formula. The reactions shown in Formulas -1 to -3 occur. The above-mentioned gasification of chlorine contained in the waste and gasification of heavy metals having a low boiling point or reaction with chlorine. That is, the chlorine contained in the waste is −1
And -2 to produce chlorine gas and hydrogen chloride gas. On the other hand, heavy metals having a low boiling point in wastes are gasified as they are by the formula (1), or chlorides of heavy metals having a low boiling point are generated as shown in the formulas (2) and (-3). In general, when chloride is used, it is very easy to evaporate.

【0093】 2Cl=Cl2(gas ) ・・・−1 2Cl+H2 O(gas )=2HCl(gas ) ・・・−2 M=M(gas ) ・・・−1 M(gas )+Cl2(gas )=MCl2(gas ) ・・・−2 M(gas )+2HCl(gas )=MCl2(gas )+H2 ・・・−3 ここで、Cl:廃棄物中の塩素 M:廃棄物中の低沸点重金属(例えば、Hg、Cd、P
b等) M(gas ):低沸点重金属のガス化生成物 MCl2(gas ):低沸点重金属の塩化物 この工程では、前記の(2)の発明のガス化溶融方法の
場合と同様に、炉内へ装入する廃棄物に必要に応じて副
原料(例えば、石灰石、生石灰等)を加えて充填層を形
成させておく。つまり、廃棄物が比較的密に充填された
状態としておく。このような廃棄物の充填層とすること
により、その層内を高温のガスが通過する際の固・気体
間の接触時間が長くなり、熱効率が向上する。
2Cl = Cl2 (gas)... -1 2Cl + H2O (gas) = 2HCl (gas)... -2 M = M (gas)... -1 M (gas) + Cl2 (gas) = MCl2 (Gas) ...- 2 M (gas) + 2HCl (gas) = MCl2 (gas) + H2 ...- 3 where Cl: chlorine in waste M: low boiling heavy metal in waste (for example, Hg , Cd, P
b etc.) M (gas): gasification product of low boiling point heavy metal MCl2 (gas): chloride of low boiling point heavy metal In this step, as in the case of the gasification melting method of the invention (2), the furnace If necessary, auxiliary materials (eg, limestone, quick lime, etc.) are added to the waste charged into the inside to form a packed layer. That is, the waste is relatively densely packed. By forming such a packed layer of waste, the contact time between solid and gas when a high-temperature gas passes through the layer is prolonged, and thermal efficiency is improved.

【0094】また、高温の還元性ガスを二次燃焼させる
のは、式の二次燃焼熱を利用して加熱を促進し、有機
物の熱分解温度を800〜1400℃に制御するととも
に、低沸点重金属をガス化するためである。
The secondary combustion of the high-temperature reducing gas is performed by using the secondary combustion heat of the formula to promote the heating, controlling the thermal decomposition temperature of the organic substance to 800 to 1400 ° C., and having a low boiling point. This is for gasifying heavy metals.

【0095】熱分解温度を800〜1400℃とするの
は、有機物の熱分解によるガス化を促進し、低沸点重金
属のガス化を完全に行わせるためである。この二次燃焼
熱は、前記式の燃焼熱(一次燃焼熱)に比べて格段に
大きいので、廃棄物の脱水・熱分解および低沸点重金属
のガス化に必要な熱を十分に補充することができる。な
お、この際、発生ガス量を少なくして顕熱ロスを抑制す
るとともに、発生ガスのカロリー低下を抑制するため、
支燃性ガス中の酸素濃度を50%以上にするのが好まし
い。また、発生ガス量を少なくすると、廃棄物の飛散を
防止してダストに含まれる低沸点重金属の濃度を高める
ことができるので、そのためにも、支燃性ガス中の酸素
濃度を50%以上にするのが好ましい。
The reason why the thermal decomposition temperature is set to 800 to 1400 ° C. is to promote the gasification of organic substances by thermal decomposition and to completely gasify low-boiling heavy metals. Since the heat of secondary combustion is much larger than the heat of combustion (primary heat of combustion) in the above equation, it is possible to sufficiently supplement the heat necessary for dehydration / pyrolysis of waste and gasification of low-boiling heavy metals. it can. In addition, at this time, in order to suppress the sensible heat loss by reducing the amount of generated gas, and to suppress a decrease in calories of the generated gas,
It is preferable that the oxygen concentration in the supporting gas be 50% or more. Further, when the amount of generated gas is reduced, scattering of waste can be prevented and the concentration of low boiling heavy metals contained in dust can be increased. Therefore, the oxygen concentration in the combustion supporting gas is increased to 50% or more. Is preferred.

【0096】第3ゾーンでは、前記の(2)の発明のガ
ス化溶融方法の場合と同様に、下記の式および式で
示した反応が生じる。
In the third zone, as in the case of the gasification and melting method of the invention (2), the following formulas and the reaction represented by the formulas occur.

【0097】 Cm Hn +m/2O2 =mCO+n/2H2 ・・・ CH4 +1/2O2 =CO+2H2 ・・・ ここで、Cm Hn :第2ゾーンで廃棄物が熱分解して生
成した炭化水素ガス CH4 :第2ゾーンでCm Hn が熱分解して生成した
メタンガス O2 :3次羽口および/または上吹ランスから吹き
込まれた支燃性ガス中の酸素 これらの反応は第2ゾーンから供給される炭化水素ガス
の熱分解反応(ガス改質反応)で、COとH2 を主成分
とするガス(エネルギーガス)が得られる。これらの反
応は3次羽口5−3から吹き込まれる支燃性ガス7−3
および/または上吹ランス24−1から吹き込まれる支
燃性ガス22との反応により進行する。なお、必要によ
り3次羽口および/または上吹ランスから補助燃料を供
給する。
Cm Hn + m / 2O2 = mCO + n / 2H2 CH4 + 1 / 2O2 = CO + 2H2 where CmHn: hydrocarbon gas generated by thermal decomposition of waste in the second zone CH4: second Methane gas generated by the thermal decomposition of Cm Hn in the zone O2: Oxygen in the combustion supporting gas blown from the tertiary tuyere and / or top blowing lance These reactions are based on the hydrocarbon gas supplied from the second zone. By the thermal decomposition reaction (gas reforming reaction), a gas (energy gas) containing CO and H2 as main components is obtained. These reactions are carried out by the supporting gas 7-3 blown from the tertiary tuyere 5-3.
The reaction proceeds with the combustion supporting gas 22 blown from the upper blowing lance 24-1. If necessary, auxiliary fuel is supplied from the tertiary tuyere and / or the upper blowing lance.

【0098】支燃性ガスの吹き込みは、3次羽口のみま
たは上吹ランスのみを用いて行ってもよく、それによっ
て上記の式および式で示した反応を生じさせること
は可能である。しかし、3次羽口および上吹ランスを同
時に使用すれば、支燃性ガスを第3ゾーンのフリーボー
ドに万遍なく均一に吹き込めるので、式および式で
示した反応を効率的に行わせることができる。
The blowing of the supporting gas may be performed using only the tertiary tuyere or only the upper blowing lance, whereby it is possible to cause the above formula and the reaction shown by the formula. However, if the tertiary tuyere and the upper blowing lance are used at the same time, the combustion supporting gas can be evenly and uniformly blown to the free board in the third zone, so that the reaction represented by the expression and the expression can be performed efficiently. be able to.

【0099】この第3ゾーンでの反応はフリーボード1
6部で行われるが、このような空洞部で反応を行わせる
理由は、気体間の反応であるガス改質反応を円滑に進め
るためである。空洞内の雰囲気温度を800〜1400
℃に制御すると、改質反応が充分に進行するので好まし
い。さらに望ましくは、1000〜1200℃である。
The reaction in the third zone is free board 1
The reaction is performed in six cavities. The reason why the reaction is performed in such a cavity is to smoothly perform a gas reforming reaction, which is a reaction between gases. The atmosphere temperature in the cavity is 800 to 1400
It is preferable to control the temperature to ° C., because the reforming reaction sufficiently proceeds. More preferably, it is 1000-1200 degreeC.

【0100】また、ダイオキシン類やその前駆体といわ
れるクロロベンゼン、クロロフェノール等の生成を抑制
するという観点からは、雰囲気温度は500℃以上とす
るのが好ましく、さらに、ダイオキシン類やクロロベン
ゼン、クロロフェノール等を完全に分解するために、9
00℃以上とするのが一層望ましい。
From the viewpoint of suppressing the production of dioxins and their precursors such as chlorobenzene and chlorophenol, the ambient temperature is preferably 500 ° C. or higher, and furthermore, dioxins, chlorobenzene, chlorophenol and the like. 9 to completely decompose
The temperature is more preferably set to 00 ° C. or higher.

【0101】支燃性ガス中の酸素濃度は50%以上とす
るのが好ましい。これは、回収されるガスのカロリーを
高めて次工程の発電等の用途に利用し易くするためであ
る。
It is preferable that the oxygen concentration in the supporting gas is 50% or more. This is because the calorie of the recovered gas is increased so that the gas can be easily used in applications such as power generation in the next process.

【0102】上述した例では、各ゾーンに対応する3段
の羽口と上吹ランスが設けられたガス化溶融炉を用いて
いるが、前記のように、羽口は少なくとも1段設けられ
ていればよい。第2ゾーンおよび第3ゾーンへの支燃性
ガスおよび補助燃焼の供給は上吹ランスにより行えるの
で、第1ゾーンに対応する部位に1段の羽口が取り付け
られていればよいからである。
In the above-described example, a gasification and melting furnace provided with three-stage tuyeres corresponding to each zone and an upper blowing lance is used. As described above, at least one tuyere is provided. Just do it. This is because the supply of the supporting gas and the auxiliary combustion to the second zone and the third zone can be performed by the upper blowing lance, so that the one-stage tuyere may be attached to a portion corresponding to the first zone.

【0103】以上述べたように、(4)の発明の廃棄物
のガス化溶融方法では、上記第1ゾーン〜第3ゾーンで
の反応により、COとH2 を主成分とするエネルギーガ
スおよび低沸点重金属類を含むダストと、溶融スラグお
よび溶融金属を回収する。そのため、少なくとも1段の
羽口および上吹ランスが必要となる。
As described above, in the method for gasifying and melting waste according to the invention (4), the reaction in the first to third zones causes an energy gas containing CO and H2 as main components and a low boiling point. Collect dust containing heavy metals, molten slag and molten metal. Therefore, at least one tuyere and an upper blowing lance are required.

【0104】さらに、少なくとも1段の羽口および上吹
ランスがそれぞれ独立して支燃性ガスおよび補助燃料を
吹き込むことができるものでなければならない。その理
由は、以下のとおりである。なお、羽口は各ゾーンに取
り付けられているとして説明する。
Further, at least one of the tuyere and the upper blowing lance must be capable of independently blowing the supporting gas and the auxiliary fuel. The reason is as follows. It is assumed that the tuyere is attached to each zone.

【0105】まず、1次羽口の場合は、前記の(2)の
発明のガス化溶融方法の場合と同様である。すなわち、
式の反応に関与するC(炭化物)の量は、式および
式で表される反応の進行度合いによって変化する。ま
た、廃棄物の種類が変化すれば、自ずと式および式
で表される反応の生成物量も変化する。したがって、1
次羽口から吹き込む支燃性ガスの量は他の工程とは独立
して定め得るものとしておかなければならない。必要に
応じて供給する補助燃料についても同様である。
First, the case of the primary tuyere is the same as the case of the gasification melting method of the invention (2). That is,
The amount of C (carbide) involved in the reaction of the formula varies depending on the formula and the degree of progress of the reaction represented by the formula. In addition, if the type of waste changes, the formula and the amount of reaction products represented by the formula naturally change. Therefore, 1
The amount of the supporting gas blown from the next tuyere must be determined independently of other processes. The same applies to auxiliary fuel supplied as needed.

【0106】次に、2次羽口および/または上吹ランス
から吹き込む支燃性ガス量は、反応式で決まり、式
のCO量は反応式で決まってくるので、見掛け上1次
羽口から吹き込む支燃性ガス量と連動していると見なさ
れる。しかし、実際は反応式で生成するCOガスをす
べて2次燃焼させる必要はなく、第2ゾーンでは、少な
くとも廃棄物中の付着水分の脱水加熱および廃棄物中の
有機物の熱分解と、低沸点重金属のガス化に必要な熱を
加え、さらに第2ゾーンの雰囲気温度を800〜140
0℃に保つために必要な熱を加えるだけでよい。したが
って、2次羽口および/または上吹ランスからの支燃性
ガス量は、廃棄物に含まれる成分によって大きく変化す
る。すなわち、2次羽口および/または上吹ランスから
吹き込む支燃性ガスの量も独自に定め得るものとしてお
かなければならない。補助燃料についても同様である。
Next, the amount of the combustible gas blown from the secondary tuyere and / or the upper blowing lance is determined by the reaction formula, and the CO amount in the formula is determined by the reaction formula. It is considered that it is linked to the amount of supporting gas to be blown. However, in fact, it is not necessary to secondarily combust all the CO gas generated by the reaction formula. In the second zone, at least dehydration heating of adhering moisture in waste and thermal decomposition of organic matter in waste and low boiling point heavy metal Heat required for gasification is added, and the ambient temperature of the second zone is further increased to 800 to 140.
It is only necessary to apply the heat necessary to keep it at 0 ° C. Therefore, the amount of combustible gas from the secondary tuyere and / or the upper blowing lance greatly changes depending on the components contained in the waste. That is, the amount of the supporting gas blown from the secondary tuyere and / or the upper lance must also be determined independently. The same applies to auxiliary fuel.

【0107】2次羽口および上吹ランスから吹き込む支
燃性ガスまたは補助燃料の比率は、それぞれ次式の範囲
とするのが好ましい。この範囲から外れ、一方が少な過
ぎても多過ぎても相乗効果を発揮させることができない
からである。
The ratio of the supporting gas or auxiliary fuel blown from the secondary tuyere and the upper blowing lance is preferably in the range of the following formulas. This is because a synergistic effect cannot be exerted if the ratio is out of this range and either one is too small or too large.

【0108】[0108]

【数1】 (Equation 1)

【0109】3次羽口および/または上吹ランスから吹
き込む支燃性ガス量は反応式およびで決まる。この
場合も廃棄物中の含有成分によってCm Hn とCH4 の
生成量が変化するので、3次羽口および/または上吹ラ
ンスから吹き込む支燃性ガス量についても独自に定め得
るものとしておかなければならない。なお、補助燃料に
ついても同様である。
The amount of the supporting gas blown from the tertiary tuyere and / or the upper blowing lance is determined by the reaction formula. In this case as well, the amount of Cm Hn and CH4 produced varies depending on the components contained in the waste. Therefore, the amount of the supporting gas blown from the tertiary tuyere and / or the upper lance must be determined independently. No. The same applies to the auxiliary fuel.

【0110】3次羽口および上吹ランスから吹き込む支
燃性ガスまたは補助燃料の比率は、上記の2次羽口およ
び上吹ランスの場合と同様、それぞれ次式の範囲とする
のが好ましい。この範囲から外れ、一方が少な過ぎても
多過ぎても相乗効果を発揮させることができないからで
ある。
It is preferable that the ratio of the supporting gas or auxiliary fuel blown from the tertiary tuyere and the upper blowing lance be in the range of the following equations, respectively, as in the case of the secondary tuyere and the upper blowing lance. This is because a synergistic effect cannot be exerted if the ratio is out of this range and either one is too small or too large.

【0111】[0111]

【数2】 (Equation 2)

【0112】支燃性ガスの吹き込み量と必要により供給
する補助燃料の量は以下のようにして定める。なお、基
本的には、前記の(2)の発明のガス化溶融方法の場合
と同様である。
The amount of the blowing of the supporting gas and the amount of the auxiliary fuel to be supplied as required are determined as follows. Basically, it is the same as the case of the gasification melting method of the invention (2).

【0113】処理の対象が例えば異種の廃棄物が混在し
た一般廃棄物のような場合、通常は炉内に装入する前に
成分分析を行うことはしないので、炉内では未知の成分
が燃焼し、あるいは熱分解することになり、生成ガス量
およびその含有成分を予測することは実際上不可能であ
る。
When the object to be treated is, for example, general waste in which different types of waste are mixed, since the component analysis is not usually performed before charging into the furnace, unknown components are burned in the furnace. Or thermal decomposition, and it is practically impossible to predict the amount of generated gas and its components.

【0114】このような条件下では、装入した廃棄物の
レベル(原料層頂レベル)を逐次計測する。これによっ
て、炉内の充填層(廃棄物の充填層および炭化物の充填
層)の厚みの変化を間接的に把握することができる。す
なわち、第1ゾーンで形成される炭化物の充填層は燃焼
量が多いほど荷下がりが進み、原料層頂レベルが下が
る。したがって、事前に経験的に所定の原料層頂レベル
を決めておき、その後の原料層頂レベルの上下変動に基
づいて1次羽口からの支燃性ガスと、必要により供給す
る補助燃料の吹き込み量を決定すればよい。なお、使用
する原料層頂レベル計としては、製鉄分野の高炉内部の
原料層頂レベル計として知られているサウンジングデバ
イスが好適であるが、RI(ラジオアイソトープ)方式
等も一般的に有効な方法として知られており、この方式
を適用することもできる。
Under such conditions, the level of the loaded waste (the top level of the raw material layer) is sequentially measured. This makes it possible to indirectly grasp the change in the thickness of the packed bed in the furnace (the packed bed of waste and the packed bed of carbide). That is, as the amount of combustion increases, the loading of the carbide packed layer formed in the first zone decreases, and the top level of the raw material layer decreases. Therefore, a predetermined raw material layer top level is determined empirically in advance, and then the supporting gas from the primary tuyere and the auxiliary fuel supplied as necessary are blown based on the vertical fluctuation of the raw material layer top level. The amount may be determined. As a raw material layer top level meter to be used, a sounding device known as a raw material layer top level meter inside a blast furnace in the field of steelmaking is suitable, but an RI (radioisotope) method or the like is generally effective. This method is known, and this method can be applied.

【0115】ところで、第1ゾーンで形成される炭化物
の充填層の上には、第2ゾーンで形成される廃棄物の充
填層が存在するので、計測される原料層頂レベルは、第
1ゾーンと第2ゾーンにおけるそれぞれの変化量の合計
として表れる。したがって、第1ゾーンと第2ゾーンに
おける変化量を区別する必要があるが、第2ゾーンにお
ける反応の変化は、第2ゾーンの温度変化を逐次計測す
ることにより間接的に把握できる。すなわち、第2ゾー
ンでは、少なくとも廃棄物中の付着水分の脱水加熱、廃
棄物中の有機物の熱分解および低沸点重金属のガス化に
必要な熱を加え、さらに第2ゾーンの雰囲気温度を80
0〜1400℃に保つために必要な熱を加えるだけでよ
いので、第2ゾーンの領域内にある廃棄物の温度変化を
逐次計測し、それが低下すれば熱不足と判断し、2次羽
口および/または上吹ランスからの支燃性ガス量を増加
して2次燃焼させるCO量(反応式で生成するCOの
うち2次燃焼させる量)を上げてやる。逆に、温度が上
昇すれば熱的に余裕があると判断できるので、2次羽口
および/または上吹ランスからの支燃性ガス量を減少さ
せて2次燃焼させるCO量を下げてやればよい。なお、
前記の廃棄物の温度変化は第2ゾーンの温度変化をもっ
てそれとみなすことができ、第2ゾーンの温度変化は、
例えば、第2ゾーンの内張り煉瓦表面に熱電対を設置
し、その表面温度を測定することにより求めることがで
きる。
By the way, since the packed bed of waste formed in the second zone exists on the packed bed of carbide formed in the first zone, the measured top level of the raw material layer is the first zone. And the sum of the respective changes in the second zone. Therefore, it is necessary to distinguish the amount of change between the first zone and the second zone, but the change in the reaction in the second zone can be indirectly grasped by sequentially measuring the temperature change in the second zone. That is, in the second zone, at least heat required for dehydration heating of adhering moisture in the waste, thermal decomposition of the organic matter in the waste and gasification of the low-boiling heavy metal is added, and the atmospheric temperature of the second zone is raised to 80 ° C.
Since it is only necessary to apply the heat necessary to maintain the temperature at 0 to 1400 ° C., the temperature change of the waste in the area of the second zone is sequentially measured. The amount of CO to be secondary-combusted (the amount of secondary combustion of CO generated by the reaction formula) is increased by increasing the amount of the supporting gas from the mouth and / or the upper blowing lance. Conversely, if the temperature rises, it can be determined that there is a thermal margin, so reduce the amount of the supporting gas from the secondary tuyere and / or the upper blowing lance to reduce the amount of CO to be secondary-combusted. I just need. In addition,
The temperature change of the waste can be regarded as the temperature change of the second zone, and the temperature change of the second zone is as follows.
For example, it can be determined by installing a thermocouple on the surface of the lining brick in the second zone and measuring the surface temperature.

【0116】このように、原料層頂レベル計によるレベ
ル値および第2ゾーンの内張り煉瓦の表面温度を逐次計
測することにより、第1ゾーンおよび第2ゾーンの支燃
性ガスと必要により供給する補助燃料の吹き込み量をそ
れぞれ独自に決定することができる。
As described above, by successively measuring the level value by the raw material layer top level meter and the surface temperature of the lining brick in the second zone, the auxiliary gas to be supplied if necessary and the supporting gas in the first and second zones Each fuel injection amount can be independently determined.

【0117】第3ゾーンでは、第2ゾーン出口(フリー
ボード側)の雰囲気温度を800〜1400℃に保て
ば、排ガス中の炭化水素、特に配管閉塞等のトラブルの
原因となるタールのような炭素数が5以上の炭化水素
(Cm Hn :m ≧5)をすべて分解できる。またダイオ
キシン類やその前駆体といわれるクロロベンゼン、クロ
ロフェノール等の完全分解のために必要である。したが
って、第3ゾーンのフリーボード空間内に温度計を設置
してその温度を逐次計測し、温度が800℃よりも低下
したときは、3次羽口および/または上吹ランスから支
燃性ガスと必要によっては補助燃料を吹き込めばよい。
特に、廃棄物を炉内に装入した直後は、第2ゾーンの原
料層頂および第3ゾーンのフリーボードにおける温度が
急激に下がるので、第2ゾーンおよび第3ゾーンの温度
から判断して、生成する炭化水素(Cm Hn :m ≧5)
やダイオキシン類を分解するために、支燃性ガスと必要
により補助燃料の吹き込みを実施するのが効果的であ
る。
In the third zone, if the ambient temperature at the outlet of the second zone (on the free board side) is maintained at 800 to 1400 ° C., hydrocarbons in the exhaust gas, especially tar and the like which cause troubles such as pipe clogging. All hydrocarbons having 5 or more carbon atoms (Cm Hn: m ≧ 5) can be decomposed. It is also necessary for complete decomposition of dioxins and their precursors such as chlorobenzene and chlorophenol. Therefore, a thermometer is installed in the freeboard space of the third zone, and the temperature is sequentially measured. When the temperature drops below 800 ° C., the combustion supporting gas is supplied from the third tuyere and / or the upper blowing lance. If necessary, auxiliary fuel may be injected.
In particular, immediately after the waste is charged into the furnace, the temperatures at the top of the raw material layer in the second zone and the free board in the third zone rapidly decrease, and thus, judging from the temperatures in the second and third zones, Hydrocarbons generated (Cm Hn: m ≧ 5)
It is effective to inject a supporting gas and, if necessary, an auxiliary fuel in order to decompose or dioxins.

【0118】上記(4)の発明のガス化溶融方法によれ
ば、高価なコークスを使用せずに、廃棄物のガス化溶
融、脱水・熱分解およびガス改質の一連の工程を1炉で
実施し、かつタールやダイオキシン類等が含まれない清
浄な排ガスとすることができる。なお、排ガス中には低
沸点重金属を含むダストが含まれているが、炉外に設け
たホットサイクロン等の除塵装置(ダスト回収手段)に
よって、それらダストとエネルギーガスとを分離するこ
とができる。
According to the gasification and melting method of the invention (4), a series of steps of gasification and melting of waste, dehydration / pyrolysis, and gas reforming can be performed in one furnace without using expensive coke. A clean exhaust gas that is implemented and does not contain tar, dioxins, or the like can be obtained. Note that dust containing low-boiling heavy metals is contained in the exhaust gas, and the dust and energy gas can be separated by a dust removing device (dust collecting means) such as a hot cyclone provided outside the furnace.

【0119】ホットサイクロンでも捕集困難な微細ダス
トの捕集には、水による洗浄処理が効果的である。ホッ
トサイクロンあるいは水処理によって分離回収されたダ
ストは低沸点重金属類を含むので、アルカリあるいは酸
による処理工程を経て濃縮することが可能である。これ
らホットサイクロンによる処理ならびに水による洗浄処
理については、公知の技術が適用できる。
For collecting fine dust which is difficult to collect even with a hot cyclone, washing with water is effective. The dust separated and recovered by the hot cyclone or water treatment contains heavy metals having a low boiling point, and thus can be concentrated through a treatment step using an alkali or an acid. Known techniques can be applied to the treatment using the hot cyclone and the cleaning treatment using water.

【0120】(5)の発明の廃棄物のガス化溶融方法
は、前記(2)に記載のガス化溶融方法において、ガス
化溶融炉の第3ゾーンに、回収したエネルギーガスの一
部をそのままリサイクルガスとして吹き込むか、または
その吹き込むエネルギーガスの少なくとも一部を燃焼さ
せてCO2 、H2 Oを生成させ、CO2 およびH2 O、
またはそれらのいずれか一方を含有させたガスをリサイ
クルガスとして吹き込むか、または、これらのリサイク
ルガスと酸素の混合ガスを吹き込む方法である。
(5) The method for gasifying and melting waste according to the invention according to (2), wherein a part of the recovered energy gas is directly supplied to the third zone of the gasification and melting furnace. It is blown as a recycle gas or burns at least a part of the blown energy gas to produce CO2 and H2O, and to produce CO2 and H2O,
Alternatively, a gas containing either one of them is blown as a recycled gas, or a mixed gas of these recycled gas and oxygen is blown.

【0121】図3は、この発明を実施するための廃棄物
のガス化溶融炉の一例の構成を示す図である。このガス
化溶融炉は前記の図1に示したガス化溶融炉と同じ構成
を有しているが、図示するように、第3ゾーンに吹き込
むエネルギーガス(炉から排出される排ガスでもある)
の少なくとも一部を燃焼させるための排ガス燃焼室28
と、フリーボード16に支燃性ガス7−3および補助燃
料6−3を吹き込むとともに、回収したエネルギーガス
の一部をリサイクルガスとして吹き込むための3次羽口
5−3とを備えている。
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of an example of a waste gasification and melting furnace for carrying out the present invention. This gasification / melting furnace has the same configuration as the gasification / melting furnace shown in FIG. 1 described above, but as shown, energy gas blown into the third zone (also exhaust gas discharged from the furnace).
Exhaust gas combustion chamber 28 for burning at least a part of
And a tertiary tuyere 5-3 for blowing the combustible gas 7-3 and the auxiliary fuel 6-3 into the free board 16 and for blowing a part of the recovered energy gas as a recycle gas.

【0122】このガス化溶融炉を用いて(5)の発明の
方法を実施するには、(2)の発明のガス化溶融方法を
実施する場合と同様、まず、廃棄物をホッパー11に投
入し、プッシャー10で押し込んで廃棄物装入口11−
1から炉内へ装入する。次いで、ガス化溶融炉内の第1
ゾーン〜第3ゾーンでの反応により、COとH2 を主成
分とするエネルギーガスと、溶融スラグおよび溶融金属
とし、前者を炉上部に設けられたガス排出口3−1から
回収するのであるが、このとき、回収したエネルギーガ
ス(排ガス)の一部をリサイクルガス7−4または7−
5としてガス化溶融炉の第3ゾーンに吹き込む。溶融ス
ラグおよび溶融金属は炉下部に設けられた排出口9から
回収する。
In order to carry out the method of the invention of (5) using this gasification and melting furnace, as in the case of carrying out the gasification and melting method of the invention of (2), first, waste is put into the hopper 11. And push it in with pusher 10 to insert waste
Charge from 1 into the furnace. Next, the first gasification melting furnace
By the reaction in the zone to the third zone, the energy gas mainly composed of CO and H2, the molten slag and the molten metal are recovered, and the former is recovered from the gas outlet 3-1 provided in the upper part of the furnace. At this time, a part of the recovered energy gas (exhaust gas) is converted into a recycled gas 7-4 or 7-
5 is blown into the third zone of the gasification and melting furnace. The molten slag and the molten metal are recovered from an outlet 9 provided at the lower part of the furnace.

【0123】第1ゾーンおよび第2ゾーンにおける反応
は(2)の発明のガス化溶融方法を実施する場合と同じ
である。
The reactions in the first zone and the second zone are the same as in the case of carrying out the gasification melting method of the invention (2).

【0124】しかし、第3ゾーンでは、前記の式およ
び式で示した反応が生じるとともに、リサイクルガ
ス、またはリサイクルガスと酸素の混合ガスを吹き込ん
でいるので、下記の−2、−2、−3および−
3の反応が生じる。なお、リサイクルガスとは、前記の
ように、回収したエネルギーガスそのもの、もしくはそ
の少なくとも一部を燃焼させてCO2 、H2 Oを生成さ
せ、CO2 およびH2 O、またはそれらのいずれか一方
を含有させたガスをいう。
However, in the third zone, the above-mentioned equation and the reaction shown by the equation occur, and the recycle gas or the mixed gas of the recycle gas and oxygen is blown. And-
The reaction of 3 occurs. In addition, as described above, the recycled gas means that the recovered energy gas itself or at least a part thereof is burned to generate CO2 and H2O, and that CO2 and H2O or one of them is contained. Refers to gas.

【0125】 Cm Hn +m/2O2 =mCO+n/2H2 ・・・ CH4 +1/2O2 =CO+2H2 ・・・ ここで、Cm Hn :第2ゾーンで廃棄物が熱分解して生
成した炭化水素ガス CH4 :第2ゾーンでCm Hn が熱分解して生成した
メタンガス O2 :3次羽口から吹き込まれた支燃性ガス中の酸
素 また、 Cm Hn +mCO2 =2mCO+n/2H2 ・・・−2 CH4 +CO2 = 2CO+2H2 ・・・−2 Cm Hn +mH2 O=mCO+{m+(n/2)}H2 ・・−3 CH4 +H2 O=CO+3H2 ・・・−3 ここで、CO2 :3次羽口5−3から吹き込まれたリサ
イクルガス中のCO2 (すなわち、第2ゾーンで生成し
たCO2 、または、そのCO2 と、エネルギーガスの少
なくとも一部の燃焼により生成したCO2 ) H2 O:3次羽口5−3から吹き込まれたリサイクルガ
ス中のH2 O(すなわち、第2ゾーンで生成したH2
O、または、そのH2 Oと、エネルギーガスの少なくと
も一部の燃焼により生成したH2 O) すなわち、リサイクルガス、またはリサイクルガスと酸
素の混合ガスを吹き込むことによって、式および式
で示した反応に加えて、上記の−2から−3までの
反応が起こり、廃棄物の熱分解反応によって発生した炭
化水素ガス、特に沸点が高く常温では液体として存在す
る炭化水素ガスの熱分解反応が促進され、COおよびH
2 を主成分とするガス(エネルギーガス)へと改質され
る。
Cm Hn + m / 2O2 = mCO + n / 2H2 CH4 + 1 / 2O2 = CO + 2H2 where CmHn: hydrocarbon gas generated by thermal decomposition of waste in the second zone CH4: second Methane gas generated by thermal decomposition of Cm Hn in the zone O2: Oxygen in the supporting gas blown from the tertiary tuyere Cm Hn + mCO2 = 2mCO + n / 2H2 ... -2 Cm Hn + mH2 O = mCO + {m + (n / 2)} H2... -3 CH4 + H2 O = CO + 3H2... -3 where CO2 is in the recycled gas blown from the tertiary tuyere 5-3. (That is, CO2 generated in the second zone or CO2 generated by combustion of at least a part of the energy gas) H2 O: blown from the third tuyere 5-3 H2 O in the recycled gas injected (that is, H2 generated in the second zone)
O, or H2 O generated by combustion of at least a part of the energy gas with H2 O) That is, by blowing a recycle gas or a mixture gas of a recycle gas and oxygen, As a result, the above-mentioned reactions from -2 to -3 occur, and the pyrolysis reaction of hydrocarbon gas generated by the pyrolysis reaction of waste, particularly a hydrocarbon gas having a high boiling point and existing as a liquid at room temperature, is promoted, and And H
It is reformed into a gas containing 2 as a main component (energy gas).

【0126】リサイクルガスとしては、図3に示したよ
うに、回収したエネルギーガスの一部をそのままリサイ
クルガス7−4として第3ゾーンに吹き込んでもよい
し、あるいはエネルギーガスの一部を排ガス燃焼室28
へ導いてその少なくとも一部を燃焼させた後、リサイク
ルガス7−5として吹き込んでもよい。前者の方法を採
用する場合は、リサイクルガス中に第2ゾーンで生成し
たCO2 およびH2 Oが含まれ、後者の方法を採用する
場合は、さらに排ガス燃焼室28での燃焼により生じた
CO2 および/またはH2 Oも含まれ、これらの成分が
上記の−2から−3までの炭化水素ガスの熱分解反
応に寄与する。
As the recycled gas, as shown in FIG. 3, a part of the recovered energy gas may be directly blown into the third zone as a recycled gas 7-4, or a part of the energy gas may be discharged into the exhaust gas combustion chamber. 28
After the gas is guided to burn at least a part of the gas, the gas may be blown as a recycled gas 7-5. When the former method is used, CO2 and H2 O generated in the second zone are contained in the recycle gas. When the latter method is used, CO2 and / or H2O generated by combustion in the exhaust gas combustion chamber 28 are further added. Alternatively, H2 O is also contained, and these components contribute to the above-mentioned thermal decomposition reaction of the hydrocarbon gas of -2 to -3.

【0127】さらに、リサイクルガスに酸素を加えた混
合ガスを第3ゾーンに吹き込んでもよい。この場合は、
リサイクルガスに含まれるCO2 およびH2 Oによる炭
化水素ガスの熱分解に加え、酸素が多量に含まれている
ので、この酸素によって上記のおよびの反応が促進
され、炭化水素ガスの熱分解反応が一層促進される。
Furthermore, a mixed gas obtained by adding oxygen to the recycled gas may be blown into the third zone. in this case,
In addition to the thermal decomposition of hydrocarbon gas by CO2 and H2O contained in the recycle gas, oxygen is contained in a large amount, and this oxygen promotes the above reaction, and the thermal decomposition reaction of hydrocarbon gas is further promoted. Promoted.

【0128】リサイクルガスに加える酸素の割合は特に
限定されないが、CO2 、H2 Oの生成を抑制するた
め、熱分解によって生成する炭化水素(Cm Hn )のm
/2以下のモル量とするのが好ましい。
The proportion of oxygen added to the recycle gas is not particularly limited. However, in order to suppress the generation of CO 2 and H 2 O, m of hydrocarbon (Cm Hn) generated by thermal decomposition is controlled.
/ 2 or less is preferable.

【0129】(6)の発明の廃棄物のガス化溶融方法
は、上記(5)の方法において、リサイクルガス、また
はリサイクルガスと酸素との混合ガスのガス化溶融炉内
への吹き込みを、図4に示すように、ガス化溶融炉1の
円周方向の接線に対する角度θを、0度<θ<90度と
して設置した羽口5−3を用いて行う方法である。すな
わち、炉壁面に対して垂直方向に吹き込むのではなく、
斜め方向に吹き込むのである。
The method for gasifying and melting waste according to the invention (6) is characterized in that, in the method (5), the recycled gas or the mixed gas of the recycled gas and oxygen is blown into the gasification and melting furnace. As shown in FIG. 4, this method is performed using a tuyere 5-3 installed at an angle θ with respect to a circumferential tangent of the gasification and melting furnace 1 at 0 ° <θ <90 °. In other words, instead of blowing vertically to the furnace wall,
It blows diagonally.

【0130】これによって、廃棄物の熱分解反応により
発生した炭化水素ガス、特に沸点が高く常温では液体と
して存在する炭化水素ガスと、炉内に吹き込まれるリサ
イクルガスとの混合が促進され、炭化水素ガスの分解反
応(ガス改質反応)が促進される。
As a result, the mixing of the hydrocarbon gas generated by the thermal decomposition reaction of the waste, especially the hydrocarbon gas having a high boiling point and existing as a liquid at room temperature, and the recycled gas blown into the furnace are promoted, The gas decomposition reaction (gas reforming reaction) is promoted.

【0131】上記(5)または(6)の廃棄物のガス化
溶融方法によれば、廃棄物の熱分解反応によって発生し
た炭化水素ガス、特に沸点が高く常温では液体として存
在する炭化水素ガスの熱分解反応が促進されるので、C
OおよびH2 を主成分とするガス(エネルギーガス)の
回収効率を高めることができる。
According to the waste gasification and melting method (5) or (6), hydrocarbon gas generated by the thermal decomposition reaction of waste, particularly hydrocarbon gas having a high boiling point and existing as a liquid at room temperature, is used. Since the thermal decomposition reaction is promoted, C
Recovery efficiency of a gas (energy gas) containing O and H2 as main components can be improved.

【0132】[0132]

【実施例】【Example】

(実施例1)前記の図1に示した構成を有する竪型炉を
用い、廃棄物のガス化溶融試験を行った。なお、竪型炉
の各部の寸法、羽口その他取り付け部品の数量およびそ
れらの配置は以下のとおりである。
(Example 1) A gasification melting test of waste was performed using a vertical furnace having the configuration shown in FIG. In addition, the dimension of each part of a vertical furnace, the number of tuyere and other attachment parts, and their arrangement are as follows.

【0133】 寸法 炉径:0.5m(但し、煉瓦内張り後の炉内径) 炉高:2.7m(但し、煉瓦内張り後の炉底から炉頂までの高さ) 炉底から1次羽口までの高さ:0.5m 炉底から2次羽口までの高さ:1.1m 炉底から3次羽口までの高さ:1.9m 第2ゾーンの熱電対の位置 :1.5m (第2ゾーンの熱電対の位置とは、第2ゾーンの内張り煉瓦の 表面に取り付けられた熱電対の炉底からの高さをいう) 第3ゾーンの熱電対の位置 :1.7m (第3ゾーンの熱電対の位置とは、フリーボード空間内に取り 付けられた熱電対の炉底からの高さをいう) 数量 1次羽口:3個 2次羽口:3個 3次羽口:3個 溶融スラグおよび溶融金属の排出口:1個 サウンジングデバイス(原料層頂レベル計):1個 サウンジングウェイト:1個 第2ゾーンの熱電対:3個 第3ゾーンの熱電対:3個 配置 1次羽口:周方向に120度毎の等間隔 2次羽口:周方向に120度毎の等間隔 3次羽口:周方向に120度毎の等間隔 溶融スラグおよび溶融金属の排出口:炉底端 サウンジングデバイス:炉中心 第2ゾーンの熱電対:周方向に120度毎の等間隔 第3ゾーンの熱電対:周方向に120度毎の等間隔 上記の試験に使用した廃棄物は一般的な都市ごみと廃棄
プラスチックが混合した3種類(試料1、2および3と
する)で、それぞれ廃棄物1kg当たり5718kca
l、3506kcalおよび1506kcalの発熱量
を有するものである。
Dimensions Furnace diameter: 0.5 m (furnace inner diameter after brick lining) Furnace height: 2.7 m (however, height from furnace bottom to furnace top after brick lining) Furnace from primary tuyere Height from furnace bottom to secondary tuyere: 1.1 m Height from furnace bottom to tertiary tuyere: 1.9 m Position of thermocouple in second zone: 1.5 m (The position of the thermocouple in the second zone means the height of the thermocouple attached to the surface of the brick in the second zone from the furnace bottom.) The position of the thermocouple in the third zone: 1.7 m (No. The position of the thermocouple in the three zones is the height of the thermocouple installed in the freeboard space from the furnace bottom.) Quantity Primary tuyere: 3 Secondary tuyere: 3 Tertiary tuyere : 3 Molten slag and molten metal outlet: 1 Sounding device (raw material layer top level meter): 1 Sounding weight: 1 2nd zone thermocouple: 3 pieces 3rd zone thermocouple: 3 pieces Arrangement Primary tuyere: Evenly spaced every 120 degrees in the circumferential direction Secondary tuyere: Evenly spaced every 120 degrees in the circumferential direction Tertiary feather Mouth: Equally spaced every 120 degrees in the circumferential direction Molten slag and molten metal outlet: Furnace bottom end Sounding device: Center of the furnace Thermocouple in the second zone: Equally spaced in the circumferential direction every 120 degrees Thermoelectric in the third zone Pair: Equal intervals every 120 degrees in the circumferential direction The wastes used in the above test were three types of mixed general municipal solid waste and waste plastic (samples 1, 2 and 3), each per 1 kg of waste. 5718kca
1, 3506 kcal and 1506 kcal.

【0134】表1にこれらの廃棄物の組成を、表2に使
用した副原料(石灰石)の組成を、また、表3に使用し
た補助燃料(微粉炭)の組成を示す。なお、廃棄物の寸
法は10〜100mmであった。
Table 1 shows the composition of these wastes, Table 2 shows the composition of the auxiliary material (limestone) used, and Table 3 shows the composition of the auxiliary fuel (pulverized coal) used. The size of the waste was 10 to 100 mm.

【0135】[0135]

【表1】 [Table 1]

【0136】[0136]

【表2】 [Table 2]

【0137】[0137]

【表3】 [Table 3]

【0138】副原料として使用した石灰石は、10〜5
0mmの塊状のものであった。また、補助燃料として使
用した微粉炭は、事前に乾燥された3mm以下の粉状の
ものであった。
Limestone used as an auxiliary material is 10 to 5
It was a lump of 0 mm. The pulverized coal used as the auxiliary fuel was a powdery material of 3 mm or less that had been dried in advance.

【0139】1次羽口、2次羽口および3次羽口から吹
き込んだ支燃性ガスは、酸素をベースとし、これに窒素
を若干混合したガスである。それらの流量(酸素および
窒素それぞれの流量)を表4に示した。なお、表中で、
1次とは1次羽口を意味する。2次、3次についても同
様である。
The combustible gas blown from the primary tuyere, the secondary tuyere and the tertiary tuyere is a gas based on oxygen and slightly mixed with nitrogen. Table 4 shows their flow rates (the flow rates of oxygen and nitrogen, respectively). In the table,
Primary means primary tuyere. The same applies to the second and third orders.

【0140】試験の条件および結果を表4に併せて示
す。表中で、条件というのはこの試験の実施条件(定常
状態)で、試料1、2および3のそれぞれについて下記
の(1)〜(8)の手順にしたがって定めた。なお、試
験においては、最初、試料1を炉内へ装入してこの表4
の試料1の欄に示した条件で処理を行い、次いで、試料
2に変更して同じく試料2の欄に示した条件で処理を行
い、さらに試料3に変更して試料3の欄に示した条件で
処理を行った。それぞれの試料の処理時間は24時間
で、その間の廃棄物の処理量は、各試料とも1トン(合
計3トン)とした。
The test conditions and results are shown in Table 4. In the table, the conditions are the conditions under which this test was performed (steady state), and were determined for each of samples 1, 2 and 3 according to the following procedures (1) to (8). In the test, sample 1 was first charged into the furnace and
The sample was processed under the conditions shown in the column of sample 1, and then changed to sample 2 and processed under the same conditions as shown in the column of sample 2, and further changed to sample 3 and shown in the column of sample 3. Processing was performed under the conditions. The processing time of each sample was 24 hours, and the amount of waste during that time was 1 ton (3 tons in total) for each sample.

【0141】(処理条件の設定手順) (1)最初に装入する廃棄物(ここでは、試料1を指
す)の組成をあらかじめ分析することにより求めた。こ
れはベースとなる酸素吹き込み量の概略値を決めるため
に必要であり、また、造滓材として投入する石灰石量を
決めるためにも必要である。なお、石灰石量は、この試
験では、溶融スラグの流動性が最もよいと考えられるス
ラグ塩基度(すなわち、スラグ塩基度=1.0)になる
ように調整した。
(Procedure for Setting Processing Conditions) (1) The composition of the waste initially charged (here, the sample 1) was determined by analyzing the composition in advance. This is necessary to determine the approximate value of the amount of oxygen to be blown, and also to determine the amount of limestone to be charged as a slag-making material. In this test, the amount of limestone was adjusted such that the fluidity of the molten slag was slag basicity considered to be the best (that is, slag basicity = 1.0).

【0142】(2)ガス化溶融炉をあらかじめバーナー
等で加熱し、羽口から吹き込む支燃性ガスが加熱してい
ない常温のガスでも廃棄物が着火する状態にした。
(2) The gasification and melting furnace was heated in advance by a burner or the like, so that the waste was ignited even at room temperature where the combustion supporting gas blown from the tuyere was not heated.

【0143】(3)廃棄物を炉内に装入し、サウンジン
グ高さ1.5〜1.7mまで積み上げた。サウンジング
高さとは、炉底から原料層頂までの高さを意味する。
(3) The waste was charged into a furnace and piled up to a sounding height of 1.5 to 1.7 m. The sounding height means the height from the furnace bottom to the top of the raw material layer.

【0144】(4)1次羽口から徐々に酸素ガスを流し
た後、溶融スラグおよび溶融金属の排出口を開けた。
(4) After gradually flowing oxygen gas from the primary tuyere, the outlets for the molten slag and the molten metal were opened.

【0145】(5)試験中、廃棄物の燃焼に伴い原料層
頂レベルが下がったので、そのレベルを1.5〜1.7
mの範囲に維持するように原料(廃棄物および石灰石)
を逐次投入した。定常状態では、廃棄物の投入速度は常
に40kg/hに設定した。
(5) During the test, the top level of the raw material layer decreased with the burning of the waste, so that the level was 1.5 to 1.7.
Raw materials (waste and limestone) to maintain in the range of m
Were sequentially charged. In the steady state, the input speed of waste was always set at 40 kg / h.

【0146】(6)第2ゾーンの内張り煉瓦の表面に取
り付けられた熱電対、および第3ゾーンのフリーボード
空間に取り付けられた熱電対により測定される温度が常
に800〜1000℃を維持するように、1次羽口、2
次羽口および3次羽口から吹き込む酸素ガス量を調整し
た。
(6) The temperature measured by the thermocouple attached to the surface of the lining brick in the second zone and the thermocouple attached to the free board space in the third zone is always maintained at 800 to 1000 ° C. The primary tuyere, 2
The amount of oxygen gas blown from the next tuyere and the third tuyere was adjusted.

【0147】すなわち、荷下がり速度が速く、かつ第2
ゾーンおよび第3ゾーンの領域の温度が1000℃を超
えた場合には、1次羽口からの酸素ガスを減少させた。
逆に第2ゾーンの温度が800℃より低い場合には、2
次羽口からの酸素ガス吹き込みを行った。また、第3ゾ
ーンの温度が800℃より低い場合には、3次羽口から
の酸素ガスとともに微粉炭吹き込みを行った。この場
合、3次羽口からの酸素ガスの吹き込みのみでも排ガス
中のCOを燃焼させることができるので所定の温度上昇
が可能であるが、排ガスのカロリーが減少するので、そ
の抑制のために微粉炭を使用した。
That is, the unloading speed is high and the second
When the temperature in the zone and the zone in the third zone exceeded 1000 ° C., the oxygen gas from the primary tuyere was reduced.
Conversely, if the temperature of the second zone is lower than 800 ° C., 2
Oxygen gas was blown from the next tuyere. When the temperature of the third zone was lower than 800 ° C., pulverized coal was blown together with oxygen gas from the third tuyere. In this case, CO in the exhaust gas can be burned only by blowing oxygen gas from the tertiary tuyere, so that a predetermined temperature rise is possible. Charcoal was used.

【0148】(7)溶融スラグおよび溶融金属の温度を
測定し(この計測は従来から実施されている)、所定の
温度(少なくとも溶融スラグおよび溶融金属が固まらな
い温度であるが、後処理を考えて好ましい温度範囲(1
400〜1600℃)とした)より低下した場合には、
1次羽口からの微粉炭吹き込みを行った。試料3がそれ
に該当するケースで、廃棄物自身の発熱量が小さい場合
には、1次羽口からの補助燃料の供給が必要となる。
(7) The temperatures of the molten slag and the molten metal are measured (this measurement has been conventionally performed), and a predetermined temperature (at least a temperature at which the molten slag and the molten metal do not solidify) is considered. Temperature range (1
400-1600 ° C.).
Pulverized coal was blown from the primary tuyere. In the case where the sample 3 corresponds to the case, when the calorific value of the waste itself is small, it is necessary to supply the auxiliary fuel from the primary tuyere.

【0149】(8)上記の(5)から(7)を繰り返し
行うことによって最適な支燃性ガスおよび補助燃料の吹
き込み量(すなわち、表4の条件の欄に示した量)を導
き出すことができた。また、試料を変更(試料1から試
料2へ、および試料2から試料3へ変更)した場合にお
いても、的確に対応することができた。
(8) By repeating the above (5) to (7), it is possible to derive the optimum amount of the supporting gas and auxiliary fuel to be blown (ie, the amount shown in the condition column of Table 4). did it. In addition, even when the sample was changed (from sample 1 to sample 2 and from sample 2 to sample 3), it was possible to appropriately cope with the case.

【0150】以上の試験で得られた結果を表4の実績の
欄に示す。単位は廃棄物トン当たりの量である。表4中
の試料2および試料3では、第2ゾーンで酸素ガスのみ
を吹き込み、還元性ガスの2次燃焼による反応熱を利用
して、第2ゾーンの温度を800〜1000℃に制御し
た。このときの2次燃焼率は、試料2および試料3でそ
れぞれ34%および84%であった。ここで、2次燃焼
率とは下記の式により算出される値である。
The results obtained in the above tests are shown in the column of results in Table 4. The unit is the amount per ton of waste. In Samples 2 and 3 in Table 4, only oxygen gas was blown in the second zone, and the temperature of the second zone was controlled at 800 to 1000 ° C by utilizing the heat of reaction caused by the secondary combustion of the reducing gas. The secondary combustion rates at this time were 34% and 84% for Samples 2 and 3, respectively. Here, the secondary combustion rate is a value calculated by the following equation.

【0151】2次燃焼率={%CO2 /(%CO+%C
O2 )}×100 ここで、%CO :第2ゾーンにおけるCO% %CO2 :第2ゾーンにおけるCO2 % なお、表4には記述していないが、2次羽口から酸素ガ
スとともに微粉炭を吹き込んでその燃焼熱を利用するこ
とによっても、第2ゾーンの温度を800〜1000℃
に制御することは可能であった。
Secondary combustion rate = {% CO 2 / (% CO +% C
O2)} × 100 Here,% CO: CO% in the second zone% CO2: CO2% in the second zone Although not described in Table 4, pulverized coal is blown from the secondary tuyere together with oxygen gas. By using the heat of combustion, the temperature of the second zone can be increased to 800 to 1000 ° C.
It was possible to control.

【0152】表示したように、COとH2 を主成分とす
る高カロリーのエネルギーガス(表中では、排ガスと表
示)と、Feを主成分とする溶融金属および溶融スラグ
を回収することができた。また、排ガス中の炭化水素、
特に、配管閉塞を引き起こす原因とされるCm Hn ( m
≧5)のような炭化水素は全く無視できる濃度であっ
た。
As indicated, a high calorie energy gas containing CO and H2 as main components (indicated as exhaust gas in the table), a molten metal containing Fe as a main component, and a molten slag could be recovered. . Also, hydrocarbons in exhaust gas,
In particular, Cm Hn (m
Hydrocarbons such as ≧ 5) had completely negligible concentrations.

【0153】[0153]

【表4】 [Table 4]

【0154】<比較例>比較のために、実施例で用いた
炉と同じ炉を用い廃棄物のガス化溶融試験を行った。た
だし、表5の条件の欄に示すように、1次羽口、2次羽
口および3次羽口から吹き込む支燃性ガス量と補助燃料
量を同一量(合計量は実施例と同じ)とし、また、サウ
ンジングの高さおよび第2ゾーンの内張り煉瓦の表面温
度とフリーボード空間の温度は逐次計測したが、そのデ
ータに基づいてそれぞれの羽口からの支燃性ガス量と補
助燃料量を変更することは行わなかった。
<Comparative Example> For comparison, a waste gasification melting test was performed using the same furnace as that used in the examples. However, as shown in the condition column of Table 5, the amount of the supporting fuel gas and the amount of the auxiliary fuel blown from the primary tuyere, the secondary tuyere and the tertiary tuyere are the same (the total amount is the same as in the example). The height of the sounding, the surface temperature of the lining brick in the second zone, and the temperature of the freeboard space were sequentially measured. Based on the data, the amount of the supporting gas and the amount of the auxiliary fuel from each tuyere were measured. Did not change.

【0155】結果を表5の実績の欄に示す。この結果か
ら明かなように、廃棄物投入速度が同一の条件下では、
原料層頂のレベル(すなわち、サウンジング高さ)の変
動が大きく、1.0〜2.2mであった。また、第2ゾ
ーンおよび第3ゾーンの温度変動も大きく、500〜1
200℃を示した。
The results are shown in the column of results in Table 5. As is evident from this result, under the same waste input rate,
The level of the top of the raw material layer (that is, the sounding height) fluctuated greatly, and was 1.0 to 2.2 m. Further, the temperature fluctuation in the second zone and the third zone is large, and
200 ° C was indicated.

【0156】これら原料層頂のレベルおよび温度の両者
がともに大きく変動したのは、第1〜第3のそれぞれの
ゾーンに必要な酸素およびこの酸素との反応に伴う熱の
供給がなされなかったためである。温度が極端に低温側
にずれたのは、原料層頂のレベルが2.2mと非常に高
くなったことが影響している。逆に、高温側にずれたの
は、原料層頂のレベルが1.0mと非常に低くなったた
めである。さらに、第1ゾーンに必要な酸素および燃料
が不足したため、溶融スラグおよび溶融金属の温度は低
温側に変移し、そのバラツキも大きく、排出が不安定で
あった。
The reason why both the level and the temperature at the top of the raw material layer fluctuated greatly is that the oxygen required for each of the first to third zones and the heat supplied by the reaction with the oxygen were not supplied. is there. The reason why the temperature deviated extremely to the low temperature side is that the level at the top of the raw material layer was extremely high at 2.2 m. Conversely, the reason for shifting to the high temperature side is that the level at the top of the raw material layer is extremely low at 1.0 m. Furthermore, since the oxygen and fuel required for the first zone were insufficient, the temperature of the molten slag and the molten metal shifted to a low temperature side, the dispersion thereof was large, and the discharge was unstable.

【0157】また、排ガス中に含有される炭化水素、特
に、配管閉塞の原因とされるCm Hn ( m≧5)のよう
な炭化水素の濃度が高いので、そのままエネルギーガス
として回収できるクリーンなガスは得られなかった。し
かも、Cm Hn ( m≧5)を除いた排ガスのカロリーは
実施例に比べておよそ20〜30%低い値であった。
Further, since the concentration of hydrocarbons contained in the exhaust gas, particularly hydrocarbons such as Cm Hn (m ≧ 5), which causes pipe clogging, is high, a clean gas that can be directly recovered as an energy gas is obtained. Was not obtained. Moreover, the calories of the exhaust gas excluding Cm Hn (m ≧ 5) were about 20 to 30% lower than those of the example.

【0158】このような状況は試料1から試料3のいず
れについても認められ、また、試料を変更した場合の的
確な対応も非常に困難であった。
[0158] Such a situation was observed in all of the samples 1 to 3, and it was also extremely difficult to take appropriate measures when the sample was changed.

【0159】[0159]

【表5】 [Table 5]

【0160】(実施例2)前記の図2に示した構成を有
する竪型炉(ガス化溶融炉)を用い、1次羽口〜3次羽
口と上吹ランスを同時に使用し、廃棄物のガス化溶融試
験を行った。なお、竪型炉の各部の寸法、羽口その他取
り付け部品の数量およびそれらの配置は以下のとおりで
ある。
(Example 2) Using a vertical furnace (gasification and melting furnace) having the structure shown in FIG. 2 and simultaneously using the primary tuyere to tertiary tuyere and the upper blowing lance, Was subjected to a gasification melting test. In addition, the dimension of each part of a vertical furnace, the number of tuyere and other attachment parts, and their arrangement are as follows.

【0161】 寸法 炉径:0.5m(但し、煉瓦内張り後の炉内径) 炉高:2.0m(但し、煉瓦内張り後の炉底から炉頂までの高さ) 炉底から1次羽口までの高さ:0.3m 炉底から2次羽口までの高さ:0.6m 炉底から3次羽口までの高さ:1.6m 上吹ランス外径:50mmφ 上吹ランス孔: 中心孔:微粉炭+キャリアガス吹き込み用 1孔×3φ×0度(=鉛直方向) 側孔:酸素+窒素ガス吹き込み用 3孔×5φ×10度(=鉛直方向に対して10度傾斜) 但し側孔は中心孔の周囲に120度間隔に配置 炉底からランス先端までの高さ:標準1.8m(但し上下に可変) 第2ゾーンの熱電対の位置 :0.9m (第2ゾーンの熱電対の位置とは、第2ゾーンの内張り煉瓦の 表面に取り付けられた熱電対の炉底からの高さをいう) 第3ゾーンの熱電対の位置 :1.1m (第3ゾーンの熱電対の位置とは、フリーボード空間内に取り 付けられた熱電対の炉底からの高さをいう) 数量 1次羽口:3個 2次羽口:3個 3次羽口:3個 上吹ランス:1個 溶融スラグおよび溶融金属の排出口:1個 サウンジングデバイス(原料層頂レベル計):1個 第2ゾーンの熱電対:3個 第3ゾーンの熱電対:3個 配置 1次羽口:周方向に120度毎の等間隔 2次羽口:周方向に120度毎の等間隔 3次羽口:周方向に120度毎の等間隔 上吹ランス:炉中心 溶融スラグおよび溶融金属の排出口:炉底端 サウンジングデバイス:上吹ランスと側壁との間 第2ゾーンの熱電対:周方向に120度毎の等間隔 第3ゾーンの熱電対:周方向に120度毎の等間隔 上記の試験に使用した廃棄物は一般的な3種類の都市ご
み(試料4、5および6とする)で、それぞれ乾燥度合
いが異なるため、廃棄物1kg当たり3408kca
l、2518kcalおよび1628kcalの湿量基
準低位発熱量を有するものである。
Dimensions Furnace diameter: 0.5 m (however, furnace inner diameter after brick lining) Furnace height: 2.0 m (however, height from furnace bottom to furnace top after brick lining) Furnace bottom to primary tuyere Height: 0.3 m Height from furnace bottom to secondary tuyere: 0.6 m Height from furnace bottom to tertiary tuyere: 1.6 m Upper lance outer diameter: 50 mmφ Upper lance hole: Central hole: 1 hole for pulverized coal + carrier gas injection × 3φ × 0 degrees (= vertical direction) Side hole: for oxygen + nitrogen gas injection 3 holes × 5φ × 10 degrees (= tilted 10 degrees to vertical direction) Side holes are arranged at 120 degree intervals around the center hole. Height from furnace bottom to lance tip: Standard 1.8m (but variable up and down) Position of thermocouple in second zone: 0.9m (in second zone) (The position of the thermocouple means the height of the thermocouple attached to the surface of the lining brick in the second zone from the bottom of the furnace.) Position of thermocouple in zone 3: 1.1 m (The position of thermocouple in zone 3 refers to the height of the thermocouple installed in the freeboard space from the furnace bottom.) Quantity Primary tuyere: 3 secondary tuyere: 3 tertiary tuyere: 3 upper blowing lance: 1 outlet for molten slag and molten metal: 1 sounding device (raw material layer top level meter): 1 second zone Thermocouples: 3 Thermocouples in the third zone: 3 Arrangement Primary tuyere: equidistant every 120 degrees in the circumferential direction Secondary tuyere: equidistant every 120 degrees in the circumferential direction Tertiary tuyere: circumferential At equal intervals of every 120 degrees Top blowing lance: Furnace center Molten slag and molten metal outlet: Furnace bottom end Sounding device: Between top blowing lance and side wall Thermocouple in second zone: Every 120 degrees in the circumferential direction Equal spacing of the third zone Thermocouples: Equal spacing every 120 degrees in the circumferential direction Disposal used in the above test Things in general three types of municipal solid waste (designated as Sample 4, 5 and 6), for each drying degree are different, 3408Kca per waste 1kg
1, 2518 kcal and 1628 kcal with a low heat generation reference.

【0162】表6にこれらの廃棄物の組成を示す。な
お、廃棄物の寸法は10〜100mmであった。
Table 6 shows the composition of these wastes. The size of the waste was 10 to 100 mm.

【0163】[0163]

【表6】 [Table 6]

【0164】使用した副原料(石灰石)および補助燃料
(微粉炭)は実施例1で用いたものと同一で、それぞれ
前記の表2および表3に示した組成を有する。なお、石
灰石は、10〜50mmの塊状のものであり、また、微
粉炭は、事前に乾燥された1mm以下の粉状のものであ
った。
The auxiliary material (limestone) and auxiliary fuel (pulverized coal) used were the same as those used in Example 1 and had the compositions shown in Tables 2 and 3, respectively. The limestone was a lump of 10 to 50 mm, and the pulverized coal was a powder of 1 mm or less that had been dried in advance.

【0165】1次羽口、2次羽口、3次羽口および上吹
ランスから吹き込んだ支燃性ガスは、酸素をベースと
し、これに窒素を若干混合したガスである。それらの流
量(酸素および窒素それぞれの流量)を表7に示した。
なお、表中で、1次とは1次羽口を意味する。2次、3
次についても同様である。
The combustion supporting gas blown from the primary tuyere, the secondary tuyere, the tertiary tuyere, and the upper blowing lance is a gas based on oxygen and slightly mixed with nitrogen. Table 7 shows the flow rates (the respective flow rates of oxygen and nitrogen).
In the table, primary means primary tuyere. Secondary, 3
The same applies to the following.

【0166】[0166]

【表7】 [Table 7]

【0167】表7はこの試験の実施条件(定常状態)を
示すもので、試料4、5および6のそれぞれについて下
記の(1)〜(8)の手順にしたがって定めた。なお、
試験においては、最初、試料4を炉内へ装入してこの表
7の試料4の欄に示した条件で処理を行い、次いで、試
料5に変更して同じく試料5の欄に示した条件で処理を
行い、さらに試料6に変更して試料6の欄に示した条件
で処理を行った。それぞれの試料の処理時間は24時間
で、その間の廃棄物の処理量は、各試料とも1トン(合
計3トン)とした。
Table 7 shows the conditions under which this test was performed (steady state). Samples 4, 5 and 6 were determined according to the following procedures (1) to (8). In addition,
In the test, first, sample 4 was charged into the furnace and treated under the conditions shown in the column of sample 4 in Table 7, and then changed to sample 5 and the conditions shown in the column of sample 5 were also changed. And the sample was changed to Sample 6 and processed under the conditions shown in the column of Sample 6. The processing time of each sample was 24 hours, and the amount of waste during that time was 1 ton (3 tons in total) for each sample.

【0168】(処理条件の設定手順) (1)最初に装入する廃棄物(ここでは、試料4を指
す)の組成をあらかじめ分析することにより求めた。こ
れはベースとなる酸素吹き込み量の概略値を決めるた
め、また、造滓材として投入する石灰石量を決めるため
にも必要である。なお、石灰石量は、溶融スラグの流動
性が最もよいと考えられるスラグ塩基度(すなわち、
1.0)になるように調整した。
(Procedure for Setting Processing Conditions) (1) The composition of the waste initially charged (here, sample 4) was determined by previously analyzing the composition. This is necessary in order to determine the approximate value of the oxygen injection amount serving as a base, and also to determine the amount of limestone to be charged as a slag-making material. In addition, the amount of limestone is the slag basicity that the fluidity of molten slag is considered to be the best (that is,
1.0).

【0169】(2)ガス化溶融炉をあらかじめバーナー
等で加熱し、羽口から吹き込む支燃性ガスが加熱してい
ない常温のガスでも廃棄物が着火する状態にした。
(2) The gasification and melting furnace was heated by a burner or the like in advance so that waste gas was ignited even at room temperature where the combustion supporting gas blown from the tuyere was not heated.

【0170】(3)廃棄物を炉内に装入し、サウンジン
グ高さ0.9〜1.1mまで積み上げた。
(3) The waste was charged into a furnace and piled up to a sounding height of 0.9 to 1.1 m.

【0171】(4)1次羽口から徐々に酸素ガスを流し
た後、溶融スラグおよび溶融金属の排出口を開けた。
(4) After gradually flowing oxygen gas from the primary tuyere, the outlets for the molten slag and the molten metal were opened.

【0172】(5)試験中、廃棄物の燃焼に伴い原料層
頂レベルが下がったので、そのレベルを0.9〜1.1
mの範囲に維持するように原料(廃棄物および石灰石)
を逐次投入した。定常状態では、廃棄物の投入速度は常
に40kg/hに設定した。
(5) During the test, the top level of the raw material layer decreased with the burning of the waste.
Raw materials (waste and limestone) to maintain in the range of m
Were sequentially charged. In the steady state, the input speed of waste was always set at 40 kg / h.

【0173】(6)第2ゾーンの内張り煉瓦の表面に取
り付けられた熱電対、および第3ゾーンのフリーボード
空間に取り付けられた熱電対により測定される温度が常
に800〜1400℃を維持するように、1次羽口、2
次羽口、3次羽口および上吹ランスから吹き込む酸素ガ
ス量を調整した。
(6) The temperature measured by the thermocouple attached to the surface of the lining brick in the second zone and the thermocouple attached to the free board space in the third zone is always maintained at 800 to 1400 ° C. The primary tuyere, 2
The amount of oxygen gas blown from the next tuyere, the third tuyere and the upper lance was adjusted.

【0174】すなわち、荷下がり速度が速く、かつ第2
ゾーンおよび第3ゾーンの領域の温度が1400℃を超
えた場合には、1次羽口からの酸素ガスを減少させた。
逆に第2ゾーンの温度が800℃より低い場合には、2
次羽口および上吹ランスからの酸素ガス吹き込みを行っ
た。また、第3ゾーンの温度が800℃より低い場合に
は、3次羽口および上吹ランスからの酸素ガス吹き込み
を行った。
That is, the unloading speed is high and the second
When the temperature of the zone and the zone of the third zone exceeded 1400 ° C., the oxygen gas from the primary tuyere was reduced.
Conversely, if the temperature of the second zone is lower than 800 ° C., 2
Oxygen gas was blown from the next tuyere and upper blowing lance. When the temperature of the third zone was lower than 800 ° C., oxygen gas was blown from the third tuyere and the upper lance.

【0175】(7)溶融スラグおよび溶融金属の温度を
測定し、所定の温度(実施例1の場合と同様、1400
〜1600℃とした)より低下した場合には、1次羽口
からの微粉炭吹き込みを行った。試料6がそれに該当す
るケースで、廃棄物自身の発熱量が小さい場合には、1
次羽口からの補助燃料の供給が必要となった。またそれ
に伴い、2次羽口および上吹ランスからも微粉炭吹き込
みを行った。
(7) The temperatures of the molten slag and the molten metal were measured and determined at a predetermined temperature (1400 as in the case of Example 1).
と し た 1600 ° C.), pulverized coal was blown from the primary tuyeres. In the case where sample 6 is the case, if the calorific value of the waste itself is small, 1
A supplementary fuel supply from the next tuyere became necessary. Also, pulverized coal was blown from the secondary tuyere and the upper lance.

【0176】(8)上記の(5)から(7)を繰り返し
行うことによって最適な支燃性ガスおよび補助燃料の吹
き込み量(すなわち、表7の条件の欄に示した量)を導
き出すことができた。ここで窒素は酸素の約1/10の
量として吹き込んだが、酸素濃度≧50%であれば、充
分に的確に対応することができた。また、試料を変更
(試料4から試料5へ、および試料5から試料6へ変
更)した場合においても、的確に対応することができ
た。
(8) By repeating the above (5) to (7), it is possible to derive the optimum amount of the supporting gas and auxiliary fuel to be blown (that is, the amount shown in the condition column of Table 7). did it. Here, nitrogen was blown in as an amount of about 1/10 of oxygen, but if the oxygen concentration was ≧ 50%, it was possible to adequately cope with it. In addition, even when the sample was changed (from sample 4 to sample 5 and from sample 5 to sample 6), it was possible to appropriately cope with the case.

【0177】以上の試験で得られた結果(実績)を表8
に示す。単位は廃棄物トン当たりの量である。
Table 8 shows the results (actual results) obtained in the above tests.
Shown in The unit is the amount per ton of waste.

【0178】表示したように、ダイオキシン類をほとん
ど含まないCOとH2 を主成分とする高カロリーのエネ
ルギーガス(表中では、排ガスと表示)と、水銀、カド
ミウムおよび鉛等の低沸点重金属類が濃縮されたダスト
を回収することができた。なお、エネルギーガスとダス
トは、ガス排出口からダクトを経て炉外に排出させた
後、ホットサイクロンで分離回収した。
As indicated, a high-calorie energy gas mainly containing CO and H 2 containing little dioxins (indicated as exhaust gas in the table) and low-boiling heavy metals such as mercury, cadmium and lead were used. The concentrated dust could be recovered. The energy gas and dust were discharged outside the furnace through a gas outlet through a duct, and then separated and recovered by a hot cyclone.

【0179】また、排ガス中の炭化水素、特に配管閉塞
を引き起こす原因とされるCm Hn( m≧5)のような
炭化水素は全く無視できる濃度であった。さらに、排ガ
ス中の塩化水素は、ガス化溶融炉内の各ゾーンの温度を
実施例1の場合より高めてガス化を促進しているため高
濃度であったが、この程度の濃度ならば、公知の技術
(例えば、排ガスの水処理)で充分除去できるので、プ
ロセス上の問題はない。
Further, the concentration of hydrocarbons in the exhaust gas, especially hydrocarbons such as Cm Hn (m ≧ 5), which may cause pipe blockage, was completely negligible. Further, the concentration of hydrogen chloride in the exhaust gas was high because the temperature in each zone in the gasification and melting furnace was increased from that in Example 1 to promote gasification. Since it can be sufficiently removed by a known technique (for example, water treatment of exhaust gas), there is no problem in the process.

【0180】また、鉄および銅等の有価金属類を主成分
とする溶融金属と溶融スラグを回収することができた。
溶融金属と溶融スラグは、スラグ排出口から炉外に排出
させた後、金属分とスラグ分に分離回収した。
In addition, a molten metal and a molten slag mainly containing valuable metals such as iron and copper could be recovered.
The molten metal and the molten slag were discharged from the slag outlet to the outside of the furnace, and then separated and collected into a metal component and a slag component.

【0181】第1ゾーン〜第3ゾーンの羽口と上吹ラン
スを同時に使用したこの実施例2では、ガス化溶融炉内
の各ゾーンに支燃性ガスを万遍なく均一に吹き込むこと
ができたので、後述する実施例2および3と比較して、
下記の項目について優位性が認められた。
In Embodiment 2 in which the tuyeres of the first to third zones and the upper blowing lance are used at the same time, the combustion supporting gas can be uniformly blown into each zone in the gasification and melting furnace. Therefore, as compared with Examples 2 and 3 described below,
The superiority was recognized for the following items.

【0182】酸素消費量の低減 補助燃料(微粉炭)消費量の低減 ダスト量の低減 ダスト中の低沸点重金属類の濃縮 エネルギーガス中のダイオキシン類および炭化水素ガ
スの低減
Reduction of oxygen consumption Reduction of auxiliary fuel (pulverized coal) consumption Reduction of dust amount Concentration of low-boiling heavy metals in dust Reduction of dioxins and hydrocarbon gas in energy gas

【0183】[0183]

【表8】 [Table 8]

【0184】(実施例3)実施例2で用いた炉と同じ竪
型炉(ガス化溶融炉)、および同じ3種類の廃棄物(試
料4、5および6)を用い、1次羽口と上吹ランスのみ
を使用して廃棄物のガス化溶融試験を行った。なお、試
験の実施条件(定常状態)は実施例2の場合と同様の手
順で設定した。
Example 3 Using the same vertical furnace (gasification melting furnace) as the furnace used in Example 2, and the same three kinds of wastes (samples 4, 5 and 6), the primary tuyere A gasification melting test of the waste was performed using only the upper lance. The test conditions (steady state) were set in the same procedure as in Example 2.

【0185】試験の実施条件を表9に、試験結果(実
績)を表10に示す。単位は廃棄物トン当たりの量であ
る。
Table 9 shows the test conditions and Table 10 shows the test results (actual results). The unit is the amount per ton of waste.

【0186】表示したように、ダイオキシン類をほとん
ど含まないCOとH2 を主成分とする高カロリーのエネ
ルギーガス(表中では、排ガスと表示)と、水銀、カド
ミウムおよび鉛等の低沸点重金属類が濃縮されたダスト
を回収することができた。なお、エネルギーガスとダス
トは、ガス排出口から炉外に排出させた後、ホットサイ
クロンを経て分離回収した。
As indicated, a high-calorie energy gas mainly containing CO and H2 containing little dioxins (denoted as exhaust gas in the table) and low-boiling heavy metals such as mercury, cadmium, and lead were used. The concentrated dust could be recovered. The energy gas and the dust were discharged outside the furnace through the gas outlet, and then separated and collected through a hot cyclone.

【0187】また、排ガス中の炭化水素、特に配管閉塞
を引き起こす原因とされるCm Hn( m≧5)のような
炭化水素は無視できる濃度であった。さらに、排ガス中
の塩化水素は、ガス化溶融炉内の各ゾーンの温度を高め
てガス化を促進しているため高濃度であったが、公知の
排ガス処理技術で充分除去できるので、プロセス上の問
題はない。
Further, the concentration of hydrocarbons in the exhaust gas, especially hydrocarbons such as Cm Hn (m ≧ 5), which causes pipe blockage, was negligible. Further, the concentration of hydrogen chloride in the exhaust gas was high because the gasification was promoted by raising the temperature of each zone in the gasification and melting furnace, but it can be sufficiently removed by a known exhaust gas treatment technology. No problem.

【0188】また、鉄および銅等の有価金属類を主成分
とする溶融金属および溶融スラグを回収することができ
た。溶融金属と溶融スラグは、スラグ排出口から炉外に
排出させた後、金属分とスラグ分に分離回収した。
Further, a molten metal and a molten slag mainly containing valuable metals such as iron and copper could be recovered. The molten metal and the molten slag were discharged from the slag outlet to the outside of the furnace, and then separated and collected into a metal component and a slag component.

【0189】上吹ランスを使用したこの実施例3では、
ガス化溶融炉内の各ゾーンに支燃性ガスを比較的均一に
吹き込むことができたので、次に述べる実施例4(上吹
ランスを使用しない場合)と比較して、実施例2のラン
スの末尾に挙げた〜の項目について優位性が認めら
れた。
In the third embodiment using the upper blowing lance,
Since the combustion supporting gas could be relatively uniformly blown into each zone in the gasification and melting furnace, the lance of Example 2 was compared with the following Example 4 (when no upper blowing lance was used). The superiority was recognized for the items listed at the end of.

【0190】[0190]

【表9】 [Table 9]

【0191】[0191]

【表10】 [Table 10]

【0192】(実施例4)実施例2で用いた炉と同じ竪
型炉(ガス化溶融炉)、および同じ3種類の廃棄物(試
料4、5および6)を用い、上吹ランスを用いず、1次
羽口〜3次羽口のみを使用して廃棄物のガス化溶融試験
を行った。なお、試験の実施条件(定常状態)は実施例
2の場合と同様の手順で設定した。
Example 4 The same vertical furnace (gasification and melting furnace) as the furnace used in Example 2 and the same three kinds of wastes (samples 4, 5 and 6) were used, and an upper blowing lance was used. Instead, a gasification melting test of the waste was performed using only the first to third tuyeres. The test conditions (steady state) were set in the same procedure as in Example 2.

【0193】試験の実施条件を表11に、試験結果(実
績)を表12に示す。単位は廃棄物トン当たりの量であ
る。
Table 11 shows the conditions for performing the test, and Table 12 shows the test results (actual results). The unit is the amount per ton of waste.

【0194】表示したように、ダイオキシン類をほとん
ど含まないCOとH2 を主成分とする高カロリーのエネ
ルギーガス(表中では、排ガスと表示)と、水銀、カド
ミウムおよび鉛等の低沸点重金属類が濃縮されたダスト
を回収することができた。なお、エネルギーガスとダス
トは、ガス排出口から炉外に排出させた後、ホットサイ
クロンを経て分離回収した。
As indicated, a high-calorie energy gas mainly containing CO and H2 containing almost no dioxins (indicated as exhaust gas in the table) and low-boiling heavy metals such as mercury, cadmium and lead. The concentrated dust could be recovered. The energy gas and the dust were discharged outside the furnace through the gas outlet, and then separated and collected through a hot cyclone.

【0195】また、排ガス中の炭化水素、特に配管閉塞
を引き起こす原因とされるCm Hn( m≧5)のような
炭化水素は無視できる濃度であった。さらに、排ガス中
の塩化水素は、ガス化溶融炉内の各ゾーンの温度を高め
てガス化を促進しているため高濃度であったが、公知の
排ガス処理技術で充分除去できるので、プロセス上の問
題はない。
Further, the concentration of hydrocarbons in the exhaust gas, especially hydrocarbons such as Cm Hn (m ≧ 5), which causes pipe blockage, was negligible. Further, the concentration of hydrogen chloride in the exhaust gas was high because the gasification was promoted by raising the temperature of each zone in the gasification and melting furnace, but it can be sufficiently removed by a known exhaust gas treatment technology. No problem.

【0196】また、鉄および銅等の有価金属類を主成分
とする溶融金属および溶融スラグを回収することができ
た。溶融金属と溶融スラグは、スラグ排出口から炉外に
排出させた後、金属分とスラグ分に分離回収した。
Further, a molten metal and a molten slag mainly containing valuable metals such as iron and copper could be recovered. The molten metal and the molten slag were discharged from the slag outlet to the outside of the furnace, and then separated and collected into a metal component and a slag component.

【0197】[0197]

【表11】 [Table 11]

【0198】[0198]

【表12】 [Table 12]

【0199】(実施例5)前記の図3に示した構成を有
する堅型炉(ガス化溶融炉)を用い、廃棄物のガス化溶
融試験を行った。なお、羽口の数量、配置および設置角
度を下記のようにした他、竪型炉の各部の寸法、その他
取り付け部品の数量およびそれらの配置等は、実施例1
におけると同じである。
Example 5 A waste gasification / melting test was conducted using a rigid furnace (gasification / melting furnace) having the configuration shown in FIG. In addition to the following, the number, arrangement and installation angle of the tuyere are as described below.
Same as in.

【0200】 数量 1次羽口:4個 2次羽口:4個 3次羽口:4個 配置 1次羽口:周方向に90度毎の等間隔 2次羽口:周方向に90度毎の等間隔 3次羽口:周方向に90度毎の等間隔 3次羽口の設置角度(θ):θ=90゜または30゜ 上記の試験に使用した廃棄物は一般的な都市ごみで、廃
棄物1kg当たり5700kcalの湿量基準低位発熱
量を有するものである。表13にこの廃棄物の組成を示
す。なお、この廃棄物は、事前に圧縮してサイズを10
から50mmとしたRDFに成型して使用した。また、
副原料として使用した石灰石は、10〜50mmの塊状
のものであった。
Quantity Primary tuyere: 4 Secondary tuyere: 4 Tertiary tuyere: 4 Arrangement Primary tuyere: equidistant every 90 degrees in the circumferential direction Secondary tuyere: 90 degrees in the circumferential direction Equidistant at every tertiary tuyere: Equidistant at every 90 degrees in the circumferential direction Installation angle of the tertiary tuyere (θ): θ = 90 ° or 30 ° The waste used in the above test is general municipal waste. And has a low calorific value of 5700 kcal per kg of waste. Table 13 shows the composition of this waste. This waste is compressed in advance to reduce the size to 10
Was molded into an RDF having a size of 50 mm from the above. Also,
The limestone used as an auxiliary material was a lump of 10 to 50 mm.

【0201】[0201]

【表13】 [Table 13]

【0202】主な実験条件を表14に示す。RDFは1
時間当たり60kg投入した。コークス装入量は廃棄物
処理量1tに対して100kgとした。羽口5−1およ
び5−2から吹き込む支燃性ガスは、酸素ガスをベース
に窒素ガスを若干混合した。
Table 14 shows the main experimental conditions. RDF is 1
60 kg was injected per hour. The amount of coke charged was 100 kg per 1 t of waste disposal amount. The supporting gas blown from the tuyeres 5-1 and 5-2 was slightly mixed with nitrogen gas based on oxygen gas.

【0203】[0203]

【表14】 [Table 14]

【0204】比較例1では、1次羽口から30Nm3 /
h、2次羽口から7.5Nm3 /hの酸素を吹き込み、
3次羽口からは酸素を吹き込まなかった。
In Comparative Example 1, 30 Nm 3 /
h, 7.5 Nm3 / h of oxygen is blown from the secondary tuyere,
No oxygen was blown from the third tuyere.

【0205】実施例No.1〜No.3においても、1
次、2次の羽口からそれぞれ30Nm3 /h、7.5N
m3 /hの酸素を吹き込んだ。さらに、実施例No.1
では、ガス化溶融炉の円周方向の接線に対して90度の
角度で設置した3次羽口から1.0Nm3 /hの酸素
と、比較例1で生成したエネルギーガスを燃焼させてC
O2 およびH2 Oを生成させたガス(CO2 :H2 O:
N2 =58:22:20)をリサイクルガスとして2.
5Nm3 /h吹き込んだ。
Example No. 1 to No. Even in 3, 1
Next, 30Nm3 / h, 7.5N from the tuyere
m3 / h of oxygen was blown. Further, in Example No. 1
Then, 1.0 Nm 3 / h of oxygen and the energy gas generated in Comparative Example 1 were burned from a tertiary tuyere installed at an angle of 90 ° with respect to the circumferential tangent of the gasification and melting furnace, and C was burned.
O2 and H2 O generated gas (CO2: H2 O:
N2 = 58: 22: 20) as a recycled gas.
5 Nm3 / h was blown.

【0206】実施例No.2では、3次羽口からの酸素
の吹き込みは行わず、前記の比較例1で生成したエネル
ギーガスを燃焼させた後のガスをリサイクルガスとして
5.0Nm3 /h吹き込んだ。
Example No. In No. 2, oxygen was not blown from the tertiary tuyeres, but the gas after burning the energy gas generated in Comparative Example 1 was blown as 5.0 Nm3 / h as a recycle gas.

【0207】実施例No.3では、3次羽口の設置角度
をガス化溶融炉円周方向の接線に対して30度とし、酸
素の吹き込みは行わず、同じく比較例1で生成したエネ
ルギーガスを燃焼させた後のガスをリサイクルガスとし
て5.0Nm3 /h吹き込んだ。
Example No. In No. 3, the installation angle of the tertiary tuyere was set to 30 degrees with respect to the tangent in the circumferential direction of the gasification and melting furnace, oxygen was not injected, and the gas after burning the energy gas generated in Comparative Example 1 Was blown as 5.0 Nm3 / h as a recycle gas.

【0208】試験結果を表15に示す。得られたエネル
ギーガスは、CO、CO2 、メタン、エチレン、水素等
のガスを含み(表では、排出ガス濃度として表示)、そ
の他に炭素数5以上の常温においては液状の炭化水素が
発生した。液状の炭化水素はガス化溶融炉炉頂では、高
温のためガスであるが、常温では液体として存在する。
Table 15 shows the test results. The obtained energy gas contained gases such as CO, CO2, methane, ethylene, and hydrogen (in the table, indicated as exhaust gas concentration), and at room temperature having 5 or more carbon atoms, liquid hydrocarbons were generated. Liquid hydrocarbons are gases at the top of the gasification and melting furnace due to high temperatures, but exist as liquids at room temperature.

【0209】3次羽口から酸素またはリサイクルガスの
吹き込みを行わなかった比較例では、常温で液状の炭素
数5以上の炭化水素が700g/h回収された。それに
対して、3次羽口からリサイクルガスと酸素を吹き込ん
だ実施例No.1では、常温で液状の炭化水素がCO、
H2 に改質されたため、その回収量は175g/hと、
比較例1と比べ減少した。また、常温で液状の炭化水素
の改質反応によって排出ガスに含まれるCOおよびH2
の量が増加したため、回収されたエネルギーガスの熱量
(表では、排出ガスカロリーと表示)は比較例1に比べ
増加した。
In the comparative example in which oxygen or recycle gas was not injected from the tertiary tuyeres, 700 g / h of liquid hydrocarbons having 5 or more carbon atoms were recovered at room temperature. On the other hand, in Example No. 3 in which recycled gas and oxygen were blown from the third tuyere. In 1, the liquid hydrocarbon at room temperature is CO,
Since it was reformed to H2, the recovered amount was 175 g / h.
It decreased as compared with Comparative Example 1. In addition, CO and H2 contained in the exhaust gas by the reforming reaction of hydrocarbons which are liquid at normal temperature
, The calorific value of the recovered energy gas (in the table, indicated as exhaust gas calories) increased compared to Comparative Example 1.

【0210】3次羽口からリサイクルガスのみを吹き込
んだ実施例No.2では、常温で液状の炭化水素の量は
実施例No.1の場合と同じであったが、改質反応によ
ってCOの量が増加したため、排出ガスカロリーは実施
例No.1に比べ増加した。
In the case of Example No. 1 in which only the recycled gas was blown from the tertiary tuyeres. In the case of Example No. 2, the amount of hydrocarbon liquid at room temperature was Example 1 was the same as Example 1, but the amount of CO was increased by the reforming reaction. Increased compared to 1.

【0211】実施例No.3は、ガス化溶融炉円周方向
の接線に対して30度傾けて設置した3次羽口からリサ
イクルガスのみを吹き込んだ場合であるが、このケース
では、吹き込まれたリサイクルガスと廃棄物のガス化に
よって発生した炭化水素の混合が実施例No.2と比べ
て促進されたため、改質反応が促進され、液状の炭化水
素の発生量が著しく減少するとともに、排出ガスカロリ
ーも増加した。
Example No. No. 3 is a case where only the recycled gas is blown from the tertiary tuyere installed at an angle of 30 degrees with respect to the tangent in the circumferential direction of the gasification and melting furnace. In this case, the blown recycled gas and the waste are discharged. The mixture of the hydrocarbons generated by the gasification was obtained in Example No. 2, the reforming reaction was promoted, the amount of liquid hydrocarbons generated was significantly reduced, and the calorie of the exhaust gas was also increased.

【0212】[0212]

【表15】 [Table 15]

【0213】[0213]

【発明の効果】本発明のガス化溶融炉を用い、本発明の
方法にしたがって廃棄物の焼却を行えば、廃棄物中に含
まれる有機物をガス化してエネルギーガスとして回収す
るとともに、廃棄物中に含まれる灰分と金属類をそれぞ
れ溶融スラグと溶融金属として回収することができる。
これによって、現在問題となっている一般廃棄物および
産業廃棄物の埋め立て費用の低減を図り、生成する副生
ガスを発電用燃料等に活用することが可能である。
According to the present invention, if the waste gas is incinerated in accordance with the method of the present invention using the gasification and melting furnace of the present invention, the organic matter contained in the waste is gasified and recovered as an energy gas, and the waste gas is recovered. Can be recovered as molten slag and molten metal, respectively.
As a result, it is possible to reduce the cost of landfilling general waste and industrial waste, which is a problem at present, and to use the generated by-product gas as a fuel for power generation.

【0214】また、ガス化溶融炉内の反応温度を高める
と、ガス化を促進し、低沸点重金属類の回収も可能とな
る。さらに、エネルギーガスの一部をリサイクルガスと
して炉内へ吹き込むことによりエネルギーガスの回収効
率を高めることができる。
When the reaction temperature in the gasification-melting furnace is increased, gasification is promoted, and it becomes possible to recover low-boiling heavy metals. Furthermore, by injecting a part of the energy gas as a recycled gas into the furnace, the efficiency of recovering the energy gas can be increased.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の廃棄物のガス化溶融炉の一例の構成を
示す概略縦断面図である。
FIG. 1 is a schematic vertical sectional view showing a configuration of an example of a waste gasification and melting furnace of the present invention.

【図2】本発明の廃棄物のガス化溶融炉の他の例の構成
を示す概略縦断面図である。
FIG. 2 is a schematic vertical sectional view showing the configuration of another example of the waste gasification and melting furnace of the present invention.

【図3】本発明の廃棄物のガス化溶融炉のさらに他の例
の構成を示す概略縦断面図である。
FIG. 3 is a schematic vertical sectional view showing the configuration of still another example of the waste gasification / melting furnace of the present invention.

【図4】リサイクルガスのガス化溶融炉内への吹き込み
角度の説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram of a blowing angle of a recycle gas into a gasification and melting furnace.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:ガス化溶融炉本体 2:耐火れんが 3−1:ガス排出口 3−2:ガス排出ダクト 4:排ガス 5−1:1次羽口 5−2:2次羽口 5−3:3次羽口 6−1:1次羽口に吹き込む補助燃料 6−2:2次羽口に吹き込む補助燃料 6−3:3次羽口に吹き込む補助燃料 7−1:1次羽口に吹き込む支燃性ガス 7−2:2次羽口に吹き込む支燃性ガス 7−3:3次羽口に吹き込む支燃性ガス 7−4:3次羽口に吹き込むリサイクルガス 7−5:3次羽口に吹き込む燃焼後のリサイクルガス 8:溶融スラグおよび溶融金属の流れ 9:溶融スラグおよび溶融金属の排出口 10:プッシャー 11−1:廃棄物装入口 11−2:ホッパー 12:廃棄物 13:溶融スラグおよび溶融金属 14:炭化物を主体とする充填層 15:廃棄物を主体とする充填層 16:フリーボード 17:サウンジングデバイス(原料層頂レベル計) 18:サウンジングウェイト 19:温度変換器(熱電対の信号を温度に変換する装
置) 20:第2ゾーンの内張り煉瓦表面に備えられた熱電対 21:第3ゾーンのフリーボード空間に備えられた熱電
対 22:支燃性ガス 23:補助燃料 24−1:上吹ランス 24−2:ランス昇降装置 25:ホットサイクロン 26:エネルギーガス 27:ダスト 28:排ガス燃焼室
1: Gasification and melting furnace body 2: Refractory brick 3-1: Gas discharge port 3-2: Gas discharge duct 4: Exhaust gas 5-1: Primary tuyere 5-2: Secondary tuyere 5-3: Tertiary Tuyere 6-1: Auxiliary fuel to be blown into primary tuyere 6-2: Auxiliary fuel to be blown into secondary tuyere 6-3: Auxiliary fuel to be blown into tertiary tuyere 7-1: Fuel support to be blown into primary tuyere 7-2: Combustion gas blown into secondary tuyere 7-3: Combustion gas blown into tertiary tuyere 7-4: Recycle gas blown into tertiary tuyere 7-5: Tertiary tuyere 8: flow of molten slag and molten metal 9: outlet of molten slag and molten metal 10: pusher 11-1: waste loading port 11-2: hopper 12: waste 13: molten slag And molten metal 14: packed bed mainly composed of carbide 15: mainly composed of waste Packing layer 16: Free board 17: Sounding device (raw material layer top level meter) 18: Sounding weight 19: Temperature converter (Device for converting thermocouple signals to temperature) 20: On the surface of the lining brick in the second zone Provided thermocouple 21: Thermocouple provided in the freeboard space of the third zone 22: Supporting gas 23: Auxiliary fuel 24-1: Upper blowing lance 24-2: Lance lifting device 25: Hot cyclone 26: Energy gas 27: Dust 28: Exhaust gas combustion chamber

フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI F23G 5/50 ZAB F23G 5/50 ZABJ ZABH (72)発明者 佐藤 弘孝 大阪府大阪市中央区北浜4丁目5番33号住 友金属工業株式会社内Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification symbol FI F23G 5/50 ZAB F23G 5/50 ZABJ ZABH (72) Inventor Hirotaka Sato 4-33 Kitahama, Chuo-ku, Osaka-shi, Osaka Sumitomo Metal Industries Inside the corporation

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】廃棄物を燃焼させ、廃棄物中の有機物をガ
ス化してエネルギーガスとして回収するとともに、廃棄
物中の灰分と金属類を溶融物として回収する竪型の廃棄
物のガス化溶融炉であって、上部に前記廃棄物を装入す
る廃棄物装入口と生成するガスを排出するガス排出口を
有し、下部に溶融スラグおよび溶融金属の排出口を有
し、前記廃棄物装入口と溶融スラグおよび溶融金属の排
出口との間に、それぞれ独立して支燃性ガスおよび補助
燃料を吹き込むことができる高さ方向に複数段に分かれ
た羽口を有し、さらに、前記装入された廃棄物のレベル
を計測する手段、中段の羽口近傍の温度を計測する手
段、および炉の上方部の雰囲気ガスの温度を計測する手
段を有することを特徴とする廃棄物のガス化溶融炉。
1. Gasification and melting of vertical waste in which the waste is burned, the organic matter in the waste is gasified and recovered as an energy gas, and the ash and metals in the waste are recovered as a melt. A furnace having a waste loading inlet for charging the waste and a gas outlet for discharging generated gas at an upper portion, and a molten slag and a molten metal outlet at a lower portion; A tuyere is provided between the inlet and the discharge port of the molten slag and the molten metal. Gasification of waste characterized by having means for measuring the level of waste entered, means for measuring the temperature in the vicinity of the tuyere in the middle stage, and means for measuring the temperature of atmospheric gas in the upper part of the furnace Melting furnace.
【請求項2】請求項1に記載の廃棄物のガス化溶融炉を
用いて行う廃棄物のガス化溶融方法であって、廃棄物装
入口から炉内へ装入した廃棄物を、下記の各ゾーンでの
反応により、COとH2 を主成分とするエネルギーガス
と、溶融スラグおよび溶融金属とし、前者を炉上部に設
けられたガス排出口から回収し、後者を炉下部に設けら
れた溶融スラグおよび溶融金属の排出口から回収するこ
とを特徴とする廃棄物のガス化溶融方法。 〔第1ゾーン〕装入廃棄物のレベル値から定められた量
の支燃性ガスと補助燃料を下段の羽口から吹き込み、第
2ゾーンで生成した炭化物を燃焼、ガス化して還元性ガ
スを発生させるとともに炭化物に含まれる灰分と金属類
を溶融し、溶融スラグおよび溶融金属とする。 〔第2ゾーン〕中段の羽口近傍の温度計測値から定めら
れた量の支燃性ガスと補助燃料を中段の羽口から吹き込
み、第1ゾーンで発生した還元性ガスを二次燃焼させ、
廃棄物装入口から装入された廃棄物を脱水加熱して炭化
物と炭化水素ガスに熱分解する。 〔第3ゾーン〕炉の上方部の雰囲気ガスの温度計測値か
ら定められた量の支燃性ガスと補助燃料を上段の羽口か
ら吹き込み、第2ゾーンで発生した炭化水素ガスを熱分
解してCOとH2 を主成分とするエネルギーガスとす
る。
2. A method for gasifying and melting wastes using the waste gasification and melting furnace according to claim 1, wherein the wastes charged into the furnace from a waste charging inlet are: By the reaction in each zone, energy gas mainly composed of CO and H 2 , molten slag and molten metal were collected, and the former was recovered from a gas outlet provided in the upper part of the furnace, and the latter was provided in the lower part of the furnace. A method for gasifying and melting waste, comprising recovering molten slag and molten metal from outlets. [First zone] Amount of combustible gas and auxiliary fuel determined from the level value of the charged waste are blown from the lower tuyere, and the carbide generated in the second zone is burned and gasified to reduce gas. The ash and the metals contained in the carbides are generated and melted to form molten slag and molten metal. [Second zone] Amount of flammable gas and auxiliary fuel determined from the temperature measurement value near the middle tuyere are blown from the middle tuyere, and the reducing gas generated in the first zone is subjected to secondary combustion,
The waste loaded from the waste loading inlet is dehydrated and heated to thermally decompose into carbide and hydrocarbon gas. [Third zone] Amount of flammable gas and auxiliary fuel determined from the temperature measurement value of the atmospheric gas in the upper part of the furnace are blown from the upper tuyere, and the hydrocarbon gas generated in the second zone is thermally decomposed. Energy gas containing CO and H 2 as main components.
【請求項3】廃棄物を燃焼させ、廃棄物中の有機物をガ
ス化してエネルギーガスとして回収し、かつ廃棄物中の
低沸点重金属類をガス化してエネルギーガスに随伴され
るダストとして回収するとともに、廃棄物中の灰分と金
属類を溶融物として回収する竪型の廃棄物のガス化溶融
炉であって、上部に前記廃棄物を装入する廃棄物装入口
と、生成するガスおよびダストを排出するガス排出口な
らびにこのガス排出口にガス排出ダクトを介して接続さ
れたダスト回収手段を有し、下部に溶融スラグおよび溶
融金属の排出口を有し、前記ガス排出口と溶融スラグお
よび溶融金属の排出口との間に、それぞれ独立して支燃
性ガスおよび補助燃料を吹き込むことができる羽口であ
って、廃棄物の脱水・熱分解により生成する炭化物を燃
焼、ガス化するための羽口を含む高さ方向に少なくとも
1段の羽口を有し、かつ炉の上部に炉内に向けて昇降可
能な支燃性ガスおよび補助燃料を吹き込むことができる
上吹ランスを有し、さらに、前記装入された廃棄物のレ
ベルを計測する手段、中段の羽口近傍の温度を計測する
手段、および炉の上方部の雰囲気ガスの温度を計測する
手段を有することを特徴とする廃棄物のガス化溶融炉。
3. Burning the waste, gasifying organic matter in the waste and recovering it as an energy gas, and gasifying low-boiling heavy metals in the waste and recovering it as dust accompanying the energy gas. A vertical waste gasification and melting furnace for recovering ash and metals in waste as a melt, a waste loading inlet for charging the waste at the top, and gas and dust generated. A gas discharge port to be discharged and dust collecting means connected to the gas discharge port via a gas discharge duct; a discharge port for molten slag and molten metal at a lower portion; A tuyere capable of independently injecting a supporting gas and an auxiliary fuel between a metal outlet and a tuyere, which burns and gasifies carbides generated by dehydration and pyrolysis of waste. Having at least one stage of tuyere in the height direction including the tuyere of the above, and having an upper blowing lance at the upper part of the furnace capable of blowing a combustible gas and an auxiliary fuel which can be raised and lowered into the furnace. And a means for measuring the level of the charged waste, a means for measuring the temperature in the vicinity of the tuyere in the middle stage, and a means for measuring the temperature of the atmospheric gas in the upper part of the furnace. Gasification and melting furnace for waste.
【請求項4】請求項3に記載の廃棄物のガス化溶融炉を
用いて行う廃棄物のガス化溶融方法であって、廃棄物装
入口から炉内へ装入した廃棄物を、下記の各ゾーンでの
反応により、COとH2 を主成分とするエネルギーガス
および低沸点重金属類を含むダストと、溶融スラグおよ
び溶融金属とし、前者を炉上部に設けられたガス排出口
から回収してエネルギーガスとダストに分離し、後者を
炉下部に設けられた溶融スラグおよび溶融金属の排出口
から回収することを特徴とする廃棄物のガス化溶融方
法。 〔第1ゾーン〕支燃性ガスと必要に応じて補助燃料を下
段の羽口から吹き込み、第2ゾーンで生成した炭化物を
燃焼、ガス化して還元性ガスを発生させるとともに炭化
物に含まれる灰分と金属類を溶融し、溶融スラグおよび
溶融金属とする。 〔第2ゾーン〕支燃性ガスと必要に応じて補助燃料を中
段の羽口および/または上吹ランスから吹き込み、第1
ゾーンで発生した還元性ガスを二次燃焼させ、廃棄物装
入口から装入された廃棄物を脱水加熱して炭化物と炭化
水素ガスに熱分解するとともに、低沸点重金属類をガス
化する。 〔第3ゾーン〕支燃性ガスと必要に応じて補助燃料を上
段の羽口および/または上吹ランスから吹き込み、第2
ゾーンで発生した炭化水素ガスを熱分解してCOとH2
を主成分とするエネルギーガスとし、ガス状の低沸点重
金属類をダストとする。
4. A waste gasification / melting method performed by using the waste gasification / melting furnace according to claim 3, wherein the waste charged into the furnace from a waste charging inlet is: By reaction in each zone, energy gas mainly composed of CO and H 2 and dust containing low-boiling heavy metals, molten slag and molten metal are collected, and the former is recovered from a gas outlet provided in the upper part of the furnace. A gasification and melting method for waste, comprising separating into energy gas and dust, and collecting the latter from a discharge port of molten slag and molten metal provided in a lower part of the furnace. [First zone] A combustion-supporting gas and, if necessary, auxiliary fuel are blown from the lower tuyere to burn and gasify the carbide generated in the second zone to generate a reducing gas and to reduce ash contained in the carbide. The metals are melted into molten slag and molten metal. [Second Zone] The supporting gas and, if necessary, auxiliary fuel are blown from the tuyere in the middle stage and / or the upper blowing lance,
The reducing gas generated in the zone is secondarily burned, and the waste charged from the waste loading inlet is dehydrated and heated to thermally decompose into carbide and hydrocarbon gas, while gasifying low-boiling heavy metals. [Third Zone] The supporting gas and, if necessary, auxiliary fuel are blown from the upper tuyere and / or upper blowing lance,
The hydrocarbon gas generated in the zone is thermally decomposed to CO and H 2
As the main component, and gaseous low-boiling heavy metals as dust.
【請求項5】ガス化溶融炉の第3ゾーンに、回収したエ
ネルギーガスの一部をそのままリサイクルガスとして吹
き込むか、またはその吹き込むエネルギーガスの少なく
とも一部を燃焼させて、CO2 および/またはH2 Oを
含有させた後のガスをリサイクルガスとして吹き込む
か、または、前記リサイクルガスと酸素の混合ガスを吹
き込むことを特徴とする請求項2に記載の廃棄物のガス
化溶融方法。
5. A method in which a part of the recovered energy gas is directly blown into the third zone of the gasification and melting furnace as a recycle gas, or at least a part of the blown energy gas is burned to produce CO 2 and / or H 2. The method for gasifying and melting waste according to claim 2, wherein the gas containing 2O is blown as a recycled gas, or a mixed gas of the recycled gas and oxygen is blown.
【請求項6】リサイクルガス、またはリサイクルガスと
酸素の混合ガスの吹き込みを、ガス化溶融炉の円周方向
の接線に対する角度θを0度<θ<90度として設置し
た羽口を用いて行う請求項5に記載の廃棄物のガス化溶
融方法。
6. Injection of a recycle gas or a mixture gas of a recycle gas and oxygen is performed using a tuyere provided at an angle θ of 0 ° <θ <90 ° with respect to a circumferential tangent of the gasification and melting furnace. The method for gasifying and melting waste according to claim 5.
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